JP7287433B2 - Video encoding device, video encoding method, video encoding program, video decoding device, video decoding method, and video decoding program - Google Patents

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Description

本発明は、画像をブロックに分割して予測を行う画像符号化及び復号技術に関する。 The present invention relates to image encoding and decoding techniques for dividing an image into blocks and performing prediction.

画像の符号化及び復号では、処理の対象となる画像を所定数の画素の集合であるブロッ
クに分割し、ブロック単位で処理をする。適切なブロックに分割し、画面内予測(イント
ラ予測)、画面間予測(インター予測)を適切に設定することにより、符号化効率が向上
する。
In image encoding and decoding, an image to be processed is divided into blocks each of which is a set of a predetermined number of pixels, and each block is processed. Encoding efficiency is improved by dividing into appropriate blocks and appropriately setting intra-prediction and inter-prediction.

特許文献1には符号化・復号対象のブロックに隣接する復号済みの画素を用いて予測画
像を得るイントラ予測技術が開示されている。
Patent Literature 1 discloses an intra-prediction technique for obtaining a predicted image using decoded pixels adjacent to a block to be encoded/decoded.

特開2009-246975号公報JP 2009-246975 A

しかしながら、特許文献1の技術は符号化・復号対象のブロックに隣接する復号済みの
画素のみを予測に用いるものであり、予測効率が悪い。
However, the technique of Patent Literature 1 uses only decoded pixels adjacent to a block to be encoded/decoded for prediction, resulting in poor prediction efficiency.

上記課題を解決する本発明のある態様では、符号化情報格納メモリに格納された符号化
情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロ
ックベクトル候補導出部と、前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択
する選択部と、前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可
能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正部と
を備え、前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画
素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリ部から取得する。
In one aspect of the present invention for solving the above problems, a block vector candidate deriving unit for deriving a block vector candidate of a block to be processed in a picture to be processed from coding information stored in a coding information storage memory; a selection unit that selects a selected block vector from candidates; and a reference position correction unit that corrects the reference position of the reference block referenced by the selected block vector so that the reference block is referenced inside a referable area, Based on the reference position of the reference block, decoded pixels in the target picture are obtained from the decoded image memory unit as predicted values of the target block.

本発明によれば、高効率な画像符号化・復号処理を低負荷で実現することができる。 According to the present invention, highly efficient image encoding/decoding processing can be realized with a low load.

本発明の実施の形態に係る画像符号化装置のブロック図である。1 is a block diagram of an image coding device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態に係る画像復号装置のブロック図である。1 is a block diagram of an image decoding device according to an embodiment of the present invention; FIG. ツリーブロックを分割する動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining an operation of dividing a treeblock; FIG. 入力された画像をツリーブロックに分割する様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing how an input image is divided into treeblocks; z-スキャンを説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining z-scan; ブロックの分割形状を示す図である。It is a figure which shows the division|segmentation shape of a block. ブロックの分割形状を示す図である。It is a figure which shows the division|segmentation shape of a block. ブロックの分割形状を示す図である。It is a figure which shows the division|segmentation shape of a block. ブロックの分割形状を示す図である。It is a figure which shows the division|segmentation shape of a block. ブロックの分割形状を示す図である。It is a figure which shows the division|segmentation shape of a block. ブロックを4分割する動作を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an operation of dividing a block into four; ブロックを2分割または3分割する動作を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an operation of dividing a block into two or three; ブロック分割の形状を表現するためのシンタックスである。This is the syntax for expressing the shape of block division. イントラ予測を説明するための図である。It is a figure for demonstrating intra prediction. イントラ予測を説明するための図である。It is a figure for demonstrating intra prediction. インター予測の参照ブロックを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining reference blocks for inter prediction; 符号化ブロック予測モードを表現するためのシンタックスである。A syntax for expressing coding block prediction modes. 符号化ブロック予測モードを表現するためのシンタックスである。A syntax for expressing coding block prediction modes. インター予測に関するシンタックスエレメントとモードの対応を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the correspondence between syntax elements and modes related to inter-prediction; 制御点2点のアフィン変換動き補償を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining affine transformation motion compensation of two control points; 制御点3点のアフィン変換動き補償を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining affine transformation motion compensation of three control points; 図1のインター予測部102の詳細な構成のブロック図である。2 is a block diagram of a detailed configuration of inter prediction section 102 in FIG. 1. FIG. 図16の通常予測動きベクトルモード導出部301の詳細な構成のブロック図である。FIG. 17 is a block diagram of a detailed configuration of a normal motion vector predictor mode derivation unit 301 of FIG. 16; 図16の通常マージモード導出部302の詳細な構成のブロック図である。FIG. 17 is a block diagram of a detailed configuration of a normal merge mode derivation unit 302 of FIG. 16; 図16の通常予測動きベクトルモード導出部301の通常予測動きベクトルモード導出処理を説明するためのフローチャートである。17 is a flowchart for explaining normal predicted motion vector mode derivation processing of the normal predicted motion vector mode deriving unit 301 of FIG. 16; 通常予測動きベクトルモード導出処理の処理手順を表すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of normal motion vector predictor mode derivation processing; FIG. 通常マージモード導出処理の処理手順を説明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart for explaining a processing procedure of normal merge mode derivation processing; FIG. 図2のインター予測部203の詳細な構成のブロック図である。3 is a block diagram of a detailed configuration of an inter prediction unit 203 in FIG. 2; FIG. 図22の通常予測動きベクトルモード導出部401の詳細な構成のブロック図である。FIG. 23 is a block diagram of a detailed configuration of a normal motion vector predictor mode derivation unit 401 of FIG. 22; 図22の通常マージモード導出部402の詳細な構成のブロック図である。FIG. 23 is a block diagram of a detailed configuration of a normal merge mode derivation unit 402 of FIG. 22; 図22の通常予測動きベクトルモード導出部401の通常予測動きベクトルモード導出処理を説明するためのフローチャートである。23 is a flowchart for explaining normal predicted motion vector mode derivation processing of the normal predicted motion vector mode deriving unit 401 of FIG. 22; 履歴予測動きベクトル候補リスト初期化・更新処理手順を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a history motion vector predictor candidate list initialization/update processing procedure; 履歴予測動きベクトル候補リスト初期化・更新処理手順における、同一要素確認処理手順のフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart of the same element confirmation processing procedure in the history motion vector predictor candidate list initialization/update processing procedure; FIG. 履歴予測動きベクトル候補リスト初期化・更新処理手順における、要素シフト処理手順のフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart of an element shift processing procedure in the historical motion vector predictor candidate list initialization/update processing procedure; FIG. 履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を説明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart for explaining a history motion vector predictor candidate derivation processing procedure; FIG. 履歴マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining history merge candidate derivation processing procedures; FIG. 履歴予測動きベクトル候補リスト更新処理の一例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an example of history motion vector predictor candidate list update processing; 履歴予測動きベクトル候補リスト更新処理の一例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an example of history motion vector predictor candidate list update processing; 履歴予測動きベクトル候補リスト更新処理の一例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an example of history motion vector predictor candidate list update processing; L0予測であってL0の参照ピクチャ(RefL0Pic)が処理対象ピクチャ(CurPic)より前の時刻にある場合の動き補償予測を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining motion compensation prediction in the case of L0 prediction in which the reference picture (RefL0Pic) of L0 is before the picture to be processed (CurPic); L0予測であってL0予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合の動き補償予測を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining motion compensation prediction when L0 prediction is performed and the reference picture for L0 prediction is at a time after the picture to be processed; 双予測であってL0予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより前の時刻にあって、L1予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合の動き補償予測の予測方向を説明するための図である。For explaining the prediction direction of motion compensated prediction in the case of bi-prediction where the reference picture for L0 prediction is before the picture to be processed and the reference picture for L1 prediction is after the picture to be processed. It is a diagram. 双予測であってL0予測の参照ピクチャとL1予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより前の時刻にある場合の動き補償予測の予測方向を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the prediction direction of motion compensation prediction when bi-prediction is performed and the reference picture for L0 prediction and the reference picture for L1 prediction are located before the picture to be processed; 双予測であってL0予測の参照ピクチャとL1予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合の動き補償予測の予測方向を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the prediction direction of motion compensation prediction when bi-prediction is performed and the reference picture for L0 prediction and the reference picture for L1 prediction are located after the picture to be processed. 本発明の実施の形態の符号化復号装置のハードウェア構成の一例を説明するための図である。1 is a diagram for explaining an example of a hardware configuration of an encoding/decoding device according to an embodiment of the present invention; FIG. 平均マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining an average merge candidate derivation processing procedure; FIG. イントラブロックコピーの有効参照領域を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a valid reference area for intra block copy; イントラブロックコピーの有効参照領域を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a valid reference area for intra block copy; 図1のイントラ予測部103の詳細な構成のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a detailed configuration of an intra prediction unit 103 in FIG. 1; FIG. 図2のイントラ予測部204の詳細な構成のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a detailed configuration of an intra prediction unit 204 in FIG. 2; FIG. イントラブロックコピー予測部352のブロック図である。3 is a block diagram of an intra block copy prediction unit 352; FIG. イントラブロックコピー予測部362のブロック図である。3 is a block diagram of an intra block copy prediction unit 362; FIG. イントラブロックコピー予測部352の予測イントラブロックコピー処理を説明するためのフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining prediction intra block copy processing of an intra block copy prediction unit 352; FIG. イントラブロックコピー予測部362の予測イントラブロックコピー処理を説明するためのフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining prediction intra block copy processing of an intra block copy prediction unit 362; FIG. マージイントラブロックコピー処理を説明するためのフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining merge intra block copy processing; FIG. 予測イントラブロックコピーのブロックベクトルモード導出処理の処理手順を表すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of block vector mode derivation processing for predictive intra block copy; FIG. 参照位置補正部380及び参照位置補正部480の処理を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining processing of a reference position correction unit 380 and a reference position correction unit 480; 参照位置を補正する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a reference position is correct|amended. 参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining upper left and lower right positions when the referable area is rectangular; 参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining upper left and lower right positions when the referable area is rectangular; 参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining upper left and lower right positions when the referable area is rectangular; 参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining upper left and lower right positions when the referable area is rectangular; 参照可能領域が矩形でない部分の参照位置を補正する処理を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating processing for correcting a reference position in a portion where the referable area is not rectangular; 参照位置を補正する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a reference position is correct|amended. 参照位置を補正する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a reference position is correct|amended. 参照位置補正部380及び参照位置補正部480の処理を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining processing of a reference position correction unit 380 and a reference position correction unit 480; 参照可能領域を2つに分解する様子を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating how a referable area is decomposed into two; 参照可能領域を2つに分解する様子を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating how a referable area is decomposed into two; 参照可能領域を2つに分解する様子を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating how a referable area is decomposed into two; 参照可能領域を2つに分解する様子を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating how a referable area is decomposed into two; 参照可能領域を2つに分解し、それぞれの参照位置を補正する処理を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating processing for dividing a referable area into two and correcting each reference position;

本実施の形態において使用する技術、及び技術用語を定義する。 Techniques and technical terms used in this embodiment are defined.

<ツリーブロック>
実施の形態では、所定の大きさで符号化・復号処理対象画像を均等分割する。この単位をツリーブロックと定義する。図4では、ツリーブロックのサイズを128x128画素としているが、ツリーブロックのサイズはこれに限定されるものではなく、任意のサイズを設定してよい。処理対象(符号化処理においては符号化対象、復号処理においては復号対象に対応する。)のツリーブロックは、ラスタスキャン順、すなわち左から右、上から下の順序で切り替わる。各ツリーブロックの内部は、さらに再帰的な分割が可能である。ツリーブロックを再帰的に分割した後の、符号化・復号の対象となるブロックを符号化ブロックと定義する。また、ツリーブロック、符号化ブロックを総称してブロックと定義する。適切なブロック分割を行うことにより効率的な符号化が可能となる。ツリーブロックのサイズは、符号化装置と復号装置で予め取り決めた固定値とすることもできるし、符号化装置が決定したツリーブロックのサイズを復号装置に伝送するような構成をとることもできる。ここでは、ツリーブロックの最大サイズを128x128画素、ツリーブロックの最小サイズを16x16画素とする。また、符号化ブロックの最大サイズを64x64画素、符号化ブロックの最小サイズを4x4画素とする。
<Tree Block>
In the embodiment, an image to be encoded/decoded is equally divided into a predetermined size. This unit is defined as a treeblock. Although the size of the treeblock is 128×128 pixels in FIG. 4, the size of the treeblock is not limited to this, and any size may be set. The treeblock to be processed (corresponding to the encoding target in the encoding process and the decoding target in the decoding process) is switched in raster scan order, that is, from left to right and from top to bottom. The interior of each treeblock can be further recursively split. A block to be coded/decoded after recursively dividing the treeblock is defined as a coded block. Also, tree blocks and coding blocks are collectively defined as blocks. Appropriate block division enables efficient encoding. The size of the treeblock can be a fixed value that is prearranged between the encoding device and the decoding device, or can be configured such that the treeblock size determined by the encoding device is transmitted to the decoding device. Here, the maximum treeblock size is 128×128 pixels, and the minimum treeblock size is 16×16 pixels. Also, the maximum size of an encoding block is 64×64 pixels, and the minimum size of an encoding block is 4×4 pixels.

<予測モード>
処理対象符号化ブロック単位で、処理対象画像の処理済み画像信号から予測を行うイントラ予測(MODE_INTRA)、及び処理済み画像の画像信号から予測を行うインター予測(MODE_INTER)を切り替える。
<Prediction mode>
Intra prediction (MODE_INTRA), in which prediction is performed from the processed image signal of the processing target image, and inter prediction (MODE_INTER), in which prediction is performed from the image signal of the processed image, are switched for each encoding block to be processed.

処理済み画像は、符号化処理においては符号化が完了した信号を復号した画像、画像信号、ツリーブロック、ブロック、符号化ブロック等に用いられ、復号処理においては復号が完了した画像、画像信号、ツリーブロック、ブロック、符号化ブロック等に用いられる。 The processed image is used for the decoded image, image signal, tree block, block, coding block, etc. of the encoded signal in the encoding process, and is used for the decoded image, image signal, Used for treeblocks, blocks, coding blocks, etc.

このイントラ予測(MODE_INTRA)とインター予測(MODE_INTER)を識別するモードを予測モード(PredMode)と定義する。予測モード(PredMode)はイントラ予測(MODE_INTRA)、またはインター予測(MODE_INTER)を値として持つ。 A mode for distinguishing between intra prediction (MODE_INTRA) and inter prediction (MODE_INTER) is defined as a prediction mode (PredMode). The prediction mode (PredMode) has intra prediction (MODE_INTRA) or inter prediction (MODE_INTER) as a value.

<イントラブロックコピー予測>
イントラブロックコピー(Intra Block Copy)予測は、処理対象ピクチャにおける復号済みの画素を予測値として参照し、処理対象ブロックを符号化/復号する処理である。そして、処理対象ブロックから参照する画素までの距離は、ブロックベクトルで表す。ブロックベクトルは処理対象ピクチャを参照し、参照ピクチャは一意に定まるため、参照インデックスは不要である。ブロックベクトルと動きベクトルの違いは、参照するピクチャが処理対象ピクチャか処理済みピクチャかである。また、ブロックベクトルは、適応動きベクトル解像度(AMVR)を用いて、1画素精度または4画素精度を選択できる。
<Intra block copy prediction>
Intra block copy prediction is a process of encoding/decoding a block to be processed by referring to decoded pixels in a picture to be processed as prediction values. The distance from the block to be processed to the pixel to be referred to is represented by a block vector. Since the block vector refers to the picture to be processed and the reference picture is uniquely determined, no reference index is required. The difference between a block vector and a motion vector is whether the picture referred to is a picture to be processed or a picture that has been processed. In addition, block vectors can be selected from 1-pixel precision or 4-pixel precision using adaptive motion vector resolution (AMVR).

イントラブロックコピーでは、予測イントラブロックコピーモードと、マージイントラブロックコピーモードの2つのモードを選択可能である。 In intra-block copy, two modes of predictive intra-block copy mode and merge intra-block copy mode can be selected.

予測イントラブロックコピーモードは、処理済みの情報から導出する予測ブロックベクトルと、差分ブロックベクトルから、処理対象ブロックのブロックベクトルを決定するモードである。予測ブロックベクトルは、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロックと、予測ブロックベクトルを特定するためのインデックスから導出する。予測ブロックベクトルを特定するためのインデックス、差分ブロックベクトルはビットストリームで伝送する。 The predictive intra block copy mode is a mode in which a block vector of a block to be processed is determined from a predictive block vector derived from processed information and a difference block vector. A predictive block vector is derived from a processed block adjacent to the block to be processed and an index for specifying the predictive block vector. An index for specifying a predicted block vector and a differential block vector are transmitted in a bitstream.

マージイントラブロックコピーモードは、差分動きベクトルを伝送せずに、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロックのイントラブロックコピー予測情報から、処理対象ブロックのイントラブロックコピー予測情報を導出するモードである。 The merge intra block copy mode is a mode for deriving intra block copy prediction information of a block to be processed from intra block copy prediction information of processed blocks adjacent to the block to be processed without transmitting differential motion vectors.

<インター予測>
処理済み画像の画像信号から予測を行うインター予測では、複数の処理済み画像を参照ピクチャとして用いることができる。複数の参照ピクチャを管理するため、L0(参照リスト0)とL1(参照リスト1)の2種類の参照リストを定義し、それぞれ参照インデックスを用いて参照ピクチャを特定する。PスライスではL0予測(Pred_L0)が利用可能である。BスライスではL0予測(Pred_L0)、L1予測(Pred_L1)、双予測(Pred_BI)が利用可能である。L0予測(Pred_L0)はL0で管理されている参照ピクチャを参照するインター予測であり、L1予測(Pred_L1)はL1で管理されている参照ピクチャを参照するインター予測である。双予測(Pred_BI)はL0予測とL1予測が共に行われ、L0とL1のそれぞれで管理されている1つずつの参照ピクチャを参照するインター予測である。L0予測、L1予測、双予測を特定する情報を、インター予測モードと定義する。以降の処理において出力に添え字LXが付いている定数、変数に関しては、L0、L1ごとに処理が行われることを前提とする。
<Inter Prediction>
In inter prediction, in which prediction is performed from image signals of processed images, a plurality of processed images can be used as reference pictures. In order to manage a plurality of reference pictures, two types of reference lists, L0 (reference list 0) and L1 (reference list 1), are defined, and reference pictures are specified using reference indices. L0 prediction (Pred_L0) is available for P slices. L0 prediction (Pred_L0), L1 prediction (Pred_L1), and bi-prediction (Pred_BI) are available for B slices. L0 prediction (Pred_L0) is inter prediction that refers to reference pictures managed by L0, and L1 prediction (Pred_L1) is inter prediction that refers to reference pictures that are managed by L1. Bi-prediction (Pred_BI) is inter-prediction in which both L0 prediction and L1 prediction are performed and one reference picture managed by each of L0 and L1 is referred to. Information specifying L0 prediction, L1 prediction, and bi-prediction is defined as an inter-prediction mode. In the subsequent processing, it is assumed that the constants and variables with the suffix LX attached to the output are processed for each of L0 and L1.

<予測動きベクトルモード>
予測動きベクトルモードは、予測動きベクトルを特定するためのインデックス、差分動きベクトル、インター予測モード、参照インデックスを伝送し、処理対象ブロックのインター予測情報を決定するモードである。予測動きベクトルは、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、または処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近(近傍)に位置するブロックから導出した予測動きベクトル候補と、予測動きベクトルを特定するためのインデックスから導出する。
<Predicted motion vector mode>
The motion vector predictor mode is a mode in which an index for specifying a motion vector predictor, a differential motion vector, an inter prediction mode, and a reference index are transmitted, and inter prediction information of the block to be processed is determined. The motion vector predictor is a motion vector predictor candidate derived from a processed block adjacent to the target block or a block belonging to the processed image and located in the same position or in the vicinity of the target block (neighborhood), and a motion vector predictor. Derived from the index to identify the vector.

<マージモード>
マージモードは、差分動きベクトル、参照インデックスを伝送せずに、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、または処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近(近傍)に位置するブロックのインター予測情報から、処理対象ブロックのインター予測情報を導出するモードである。
<Merge mode>
Merge mode is a processed block adjacent to the target block, or a block belonging to the processed image and located at the same position as the target block or its vicinity (neighborhood) without transmitting the differential motion vector and the reference index. This mode derives the inter prediction information of the block to be processed from the inter prediction information of the target block.

処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、およびその処理済みブロックのインター予測情報を空間マージ候補と定義する。処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近(近傍)に位置するブロック、およびそのブロックのインター予測情報から導出されるインター予測情報を時間マージ候補と定義する。各マージ候補はマージ候補リストに登録され、マージインデックスにより、処理対象ブロックの予測で使用するマージ候補を特定する。 A processed block adjacent to the block to be processed and the inter prediction information of the processed block are defined as spatial merge candidates. A block belonging to a processed image and located at the same position as or in the vicinity (neighborhood) of the block to be processed and inter prediction information derived from the inter prediction information of the block are defined as temporal merge candidates. Each merging candidate is registered in a merging candidate list, and a merging candidate to be used in prediction of a block to be processed is specified by a merging index.

<隣接ブロック>
図11は、予測動きベクトルモード、マージモードで、インター予測情報を導出するために参照する参照ブロックを説明する図である。A0,A1,A2,B0,B1,B2,B3は、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロックである。T0は、処理済み画像に属するブロックで、処理対象画像における処理対象ブロックと同一位置またはその付近(近傍)に位置するブロックである。
<Adjacent block>
FIG. 11 is a diagram illustrating reference blocks referred to for deriving inter prediction information in motion vector predictor mode and merge mode. A0, A1, A2, B0, B1, B2, and B3 are processed blocks adjacent to the target block. T0 is a block belonging to the processed image, and is a block located at or near (near) the same position as the processing target block in the processing target image.

A1,A2は、処理対象符号化ブロックの左側に位置し、処理対象符号化ブロックに隣接するブロックである。B1,B3は、処理対象符号化ブロックの上側に位置し、処理対象符号化ブロックに隣接するブロックである。A0,B0,B2はそれぞれ、処理対象符号化ブロックの左下、右上、左上に位置するブロックである。 A1 and A2 are blocks located on the left side of the target encoding block and adjacent to the target encoding block. B1 and B3 are blocks positioned above the target encoding block and adjacent to the target encoding block. A0, B0, and B2 are blocks positioned at the lower left, upper right, and upper left of the encoding block to be processed, respectively.

予測動きベクトルモード、マージモードにおいて隣接ブロックをどのように扱うかの詳細については後述する。 Details of how adjacent blocks are handled in motion vector predictor mode and merge mode will be described later.

<アフィン変換動き補償>
アフィン変換動き補償は、符号化ブロックを所定単位のサブブロックに分割し、分割された各サブブロックに対して個別に動きベクトルを決定して動き補償を行うものである。各サブブロックの動きベクトルは、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、または処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近(近傍)に位置するブロックのインター予測情報から導出する1つ以上の制御点に基づき導出する。本実施の形態では、サブブロックのサイズを4x4画素とするが、サブブロックのサイズはこれに限定されるものではないし、画素単位で動きベクトルを導出してもよい。
<Affine transformation motion compensation>
Affine transform motion compensation divides a coding block into predetermined units of sub-blocks and individually determines a motion vector for each divided sub-block to perform motion compensation. The motion vector of each sub-block is derived from the inter-prediction information of a processed block adjacent to the target block or a block belonging to the processed image and located at or near the same position as the target block (neighborhood)1 Based on one or more control points. In this embodiment, the size of the sub-block is 4×4 pixels, but the size of the sub-block is not limited to this, and the motion vector may be derived in units of pixels.

図14に、制御点が2つの場合のアフィン変換動き補償の例を示す。この場合、2つの制御点が水平方向成分、垂直方向成分の2つのパラメータを有する。このため、制御点が2つの場合のアフィン変換を、4パラメータアフィン変換と呼称する。図14のCP1、CP2が制御点である。 FIG. 14 shows an example of affine transform motion compensation when there are two control points. In this case, the two control points have two parameters, a horizontal component and a vertical component. Therefore, an affine transformation with two control points is called a four-parameter affine transformation. CP1 and CP2 in FIG. 14 are control points.

図15に、制御点が3つの場合のアフィン変換動き補償の例を示す。この場合、3つの制御点が水平方向成分、垂直方向成分の2つのパラメータを有する。このため、制御点が3つの場合のアフィン変換を、6パラメータアフィン変換と呼称する。図15のCP1、CP2、CP3が制御点である。 FIG. 15 shows an example of affine transform motion compensation with three control points. In this case, the three control points have two parameters, a horizontal component and a vertical component. Therefore, an affine transformation with three control points is called a 6-parameter affine transformation. CP1, CP2, and CP3 in FIG. 15 are control points.

アフィン変換動き補償は、予測動きベクトルモードおよびマージモードのいずれのモードにおいても利用可能である。予測動きベクトルモードでアフィン変換動き補償を適用するモードをサブブロック予測動きベクトルモードと定義し、マージモードでアフィン変換動き補償を適用するモードをサブブロックマージモードと定義する。 Affine transform motion compensation can be used in both predictive motion vector mode and merge mode. A mode in which affine transform motion compensation is applied in motion vector predictor mode is defined as sub-block motion vector predictor mode, and a mode in which affine transform motion compensation is applied in merge mode is defined as sub-block merge mode.

<符号化ブロックのシンタックス>
図12A、図12B、および図13を用いて、符号化ブロックの予測モードを表現するためのシンタックスを説明する。図12Aのpred_mode_flagは、インター予測か否かを示すフラグである。pred_mode_flagが0であればインター予測となり、pred_mode_flagが1であればイントラ予測となる。イントラ予測の場合には、イントラブロックコピー予測であるかを示すフラグであるpred_mode_ibc_flagを送る。イントラブロックコピー予測である場合(pred_mode_ibc_flag=1)は、merge_flagを送る。merge_flagは、マージイントラブロックコピーモードとするか、予測イントラブロックコピーモードとするかを示すフラグである。マージイントラブロックコピーモードである場合(merge_flag=1)は、マージインデックスmerge_idxを送る。イントラブロックコピー予測でない場合(pred_mode_ibc_flag=0)、通常イントラ予測とし、通常イントラ予測の情報intra_pred_modeを送る。
<Syntax of encoding block>
Syntax for expressing prediction modes of coding blocks will be described with reference to FIGS. 12A, 12B, and 13 . pred_mode_flag in FIG. 12A is a flag indicating whether or not it is inter prediction. If pred_mode_flag is 0, inter prediction is performed, and if pred_mode_flag is 1, intra prediction is performed. In the case of intra prediction, pred_mode_ibc_flag, which is a flag indicating intra block copy prediction, is sent. Send merge_flag if intra block copy prediction (pred_mode_ibc_flag=1). merge_flag is a flag indicating whether to use the merge intra block copy mode or the predictive intra block copy mode. If merge intra-block copy mode (merge_flag=1), send merge index merge_idx. If it is not intra block copy prediction (pred_mode_ibc_flag=0), normal intra prediction is performed, and normal intra prediction information intra_pred_mode is sent.

インター予測の場合にはmerge_flagを送る。merge_flagは、マージモードとするか、予測動きベクトルモードとするかを示すフラグである。予測動きベクトルモードの場合(merge_flag=0)、サブブロック予測動きベクトルモードを適用するか否かを示すフラグinter_affine_flagを送る。サブブロック予測動きベクトルモードを適用する場合(inter_affine_flag=1)、cu_affine_type_flagを送る。cu_affine_type_flagは、サブブロック予測動きベクトルモードにおいて、制御点の数を決定するためのフラグである。 Send merge_flag in case of inter prediction. merge_flag is a flag indicating whether to set the merge mode or the motion vector predictor mode. In the case of the motion vector predictor mode (merge_flag=0), a flag inter_affine_flag indicating whether to apply the sub-block motion vector predictor mode is sent. If sub-block predictive motion vector mode is applied (inter_affine_flag=1), send cu_affine_type_flag. cu_affine_type_flag is a flag for determining the number of control points in the sub-block predicted motion vector mode.

一方、マージモードの場合(merge_flag=1)、図12Bのmerge_subblock_flagを送る。merge_subblock_flagは、サブブロックマージモードを適用するか否かを示すフラグである。サブブロックマージモードの場合(merge_subblock_flag=1)、マージインデックスmerge_subblock_idxを送る。一方、サブブロックマージモードでない場合(merge_subblock_flag=0)、三角マージモードを適用するか否かを示すフラグmerge_triangle_flagを送る。三角マージモードを適用する場合(merge_triangle_flag=1)、ブロックを分割する方向merge_triangle_split_dir、および分割された2つのパーティションごとにマージ三角インデックスmerge_triangle_idx0,merge_triangle_idx1を送る。一方、三角マージモードを適用しない場合(merge_triangle_flag=0)、マージインデックスmerge_idxを送る。 On the other hand, in merge mode (merge_flag=1), send merge_subblock_flag in FIG. 12B. merge_subblock_flag is a flag indicating whether to apply the subblock merge mode. For subblock merge mode (merge_subblock_flag=1), send merge index merge_subblock_idx. On the other hand, if it is not subblock merge mode (merge_subblock_flag=0), send flag merge_triangle_flag indicating whether to apply triangle merge mode. If the triangle merge mode is applied (merge_triangle_flag=1), send the block splitting direction merge_triangle_split_dir and the merge triangle indices merge_triangle_idx0, merge_triangle_idx1 for each of the two split partitions. On the other hand, if the triangle merge mode is not applied (merge_triangle_flag=0), send the merge index merge_idx.

図13にインター予測の各シンタックスエレメントの値と、それに対応する予測モードを示す。merge_flag=0,inter_affine_flag=0は、通常予測動きベクトルモード(Inter Pred Mode)に対応する。merge_flag=0,inter_affine_flag=1は、サブブロック予測動きベクトルモード(Inter Affine Mode)に対応する。merge_flag=1,merge_subblock_flag=0,merge_trianlge_flag=0は、通常マージモード(Merge Mode)に対応する。merge_flag=1,merge_subblock_flag=0,merge_trianlge_flag=1は、三角マージモード(Triangle Merge Mode)に対応する。merge_flag=1,merge_subblock_flag=1は、サブブロックマージモード(Affine Merge Mode)に対応する。 FIG. 13 shows the value of each syntax element for inter prediction and the corresponding prediction mode. merge_flag=0,inter_affine_flag=0 corresponds to normal predicted motion vector mode (Inter Pred Mode). merge_flag=0, inter_affine_flag=1 corresponds to the sub-block prediction motion vector mode (Inter Affine Mode). merge_flag=1,merge_subblock_flag=0,merge_trianlge_flag=0 corresponds to Merge Mode. merge_flag=1,merge_subblock_flag=0,merge_trianlge_flag=1 corresponds to Triangle Merge Mode. merge_flag=1,merge_subblock_flag=1 corresponds to subblock merge mode (Affine Merge Mode).

<POC>
POC(Picture Order Count)は符号化されるピクチャに関連付けられる変数であり、ピクチャの出力順序に応じた1ずつ増加する値が設定される。POCの値によって、同じピクチャであるかを判別したり、出力順序でのピクチャ間の前後関係を判別したり、ピクチャ間の距離を導出したりすることができる。例えば、2つのピクチャのPOCが同じ値を持つ場合、同一のピクチャであると判断できる。2つのピクチャのPOCが違う値を持つ場合、POCの値が小さいピクチャのほうが、先に出力されるピクチャであると判断でき、2つのピクチャのPOCの差が時間軸方向でのピクチャ間距離を示す。
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る画像符号化装置100及び画像復号装置200について説明する。
<POC>
POC (Picture Order Count) is a variable associated with a picture to be encoded, and is set to a value that increases by one according to the output order of pictures. Based on the POC value, it is possible to determine whether the pictures are the same, determine the sequential relationship between the pictures in the output order, and derive the distance between the pictures. For example, if two pictures have the same POC value, it can be determined that they are the same picture. When two pictures have different POC values, it can be determined that the picture with the smaller POC value is the picture to be output first, and the difference between the POCs of the two pictures determines the inter-picture distance in the time axis direction. show.
(First embodiment)
An image encoding device 100 and an image decoding device 200 according to the first embodiment of the present invention will be described.

図1は、第1の実施の形態に係る画像符号化装置100のブロック図である。実施の形態の画像符号化装置100は、ブロック分割部101、インター予測部102、イントラ予測部103、復号画像メモリ104、予測方法決定部105、残差生成部106、直交変換・量子化部107、ビット列符号化部108、逆量子化・逆直交変換部109、復号画像信号重畳部110、および符号化情報格納メモリ111を備える。 FIG. 1 is a block diagram of an image coding device 100 according to the first embodiment. The image coding apparatus 100 of the embodiment includes a block division unit 101, an inter prediction unit 102, an intra prediction unit 103, a decoded image memory 104, a prediction method determination unit 105, a residual generation unit 106, and an orthogonal transform/quantization unit 107. , a bit string encoder 108 , an inverse quantization/inverse orthogonal transform unit 109 , a decoded image signal superimposing unit 110 , and an encoded information storage memory 111 .

ブロック分割部101は、入力された画像を再帰的に分割して、符号化ブロックを生成する。ブロック分割部101は、分割対象となるブロックを水平方向と垂直方向にそれぞれ分割する4分割部と、分割対象となるブロックを水平方向または垂直方向のいずれかに分割する2-3分割部とを含む。ブロック分割部101は、生成した符号化ブロックを処理対象符号化ブロックとし、その処理対象符号化ブロックの画像信号を、インター予測部102、イントラ予測部103および残差生成部106に供給する。また、ブロック分割部101は、決定した再帰分割構造を示す情報をビット列符号化部108に供給する。ブロック分割部101の詳細な動作は後述する。 The block division unit 101 recursively divides an input image to generate coding blocks. The block division unit 101 divides a block to be divided into 4 division units in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, and a 2-3 division unit to divide the block into the division object in either the horizontal direction or the vertical direction. include. The block division unit 101 sets the generated coding block as a processing target coding block, and supplies the image signal of the processing target coding block to the inter prediction unit 102 , the intra prediction unit 103 and the residual generation unit 106 . Also, the block division section 101 supplies information indicating the determined recursive division structure to the bit string encoding section 108 . A detailed operation of the block division unit 101 will be described later.

インター予測部102は、処理対象符号化ブロックのインター予測を行う。インター予測部102は、符号化情報格納メモリ111に格納されているインター予測情報と、復号画像メモリ104に格納されている復号済みの画像信号とから、複数のインター予測情報の候補を導出し、導出した複数の候補の中から適したインター予測モードを選択し、選択されたインター予測モード、及び選択されたインター予測モードに応じた予測画像信号を予測方法決定部105に供給する。インター予測部102の詳細な構成と動作は後述する。 The inter prediction unit 102 performs inter prediction of the encoding block to be processed. The inter prediction unit 102 derives a plurality of inter prediction information candidates from the inter prediction information stored in the encoded information storage memory 111 and the decoded image signal stored in the decoded image memory 104, A suitable inter-prediction mode is selected from among the plurality of derived candidates, and the selected inter-prediction mode and the predicted image signal corresponding to the selected inter-prediction mode are supplied to the prediction method determination unit 105 . A detailed configuration and operation of the inter prediction unit 102 will be described later.

イントラ予測部103は、処理対象符号化ブロックのイントラ予測を行う。イントラ予測部103は、復号画像メモリ104に格納されている復号済みの画像信号を参照画素として参照し、符号化情報格納メモリ111に格納されているイントラ予測モード等の符号化情報に基づくイントラ予測により予測画像信号を生成する。イントラ予測では、イントラ予測部103は、複数のイントラ予測モードの中から適したイントラ予測モードを選択し、選択されたイントラ予測モード、及び選択されたイントラ予測モードに応じた予測画像信号を予測方法決定部105に供給する。イントラ予測部103の詳細な構成と動作は後述する。 The intra prediction unit 103 performs intra prediction on the encoding block to be processed. The intra prediction unit 103 refers to the decoded image signal stored in the decoded image memory 104 as a reference pixel, and performs intra prediction based on coding information such as an intra prediction mode stored in the coding information storage memory 111. to generate a predicted image signal. In intra prediction, the intra prediction unit 103 selects a suitable intra prediction mode from among a plurality of intra prediction modes, and generates a prediction image signal according to the selected intra prediction mode and the selected intra prediction mode. It is supplied to the determination unit 105 . A detailed configuration and operation of the intra prediction unit 103 will be described later.

復号画像メモリ104は、復号画像信号重畳部110で生成した復号画像を格納する。復号画像メモリ104は、格納している復号画像を、インター予測部102、イントラ予測部103に供給する。 The decoded image memory 104 stores the decoded image generated by the decoded image signal superimposing unit 110 . The decoded image memory 104 supplies the stored decoded image to the inter prediction unit 102 and the intra prediction unit 103 .

予測方法決定部105は、イントラ予測とインター予測のそれぞれに対して、符号化情報及び残差の符号量、予測画像信号と処理対象画像信号との間の歪量等を用いて評価することにより、最適な予測モードを決定する。イントラ予測の場合は、予測方法決定部105は、イントラ予測モード等のイントラ予測情報を符号化情報としてビット列符号化部108に供給する。インター予測のマージモードの場合は、予測方法決定部105は、マージインデックス、サブブロックマージモードか否かを示す情報(サブブロックマージフラグ)等のインター予測情報を符号化情報としてビット列符号化部108に供給する。インター予測の予測動きベクトルモードの場合は、予測方法決定部105は、インター予測モード、予測動きベクトルインデックス、L0、L1の参照インデックス、差分動きベクトル、サブブロック予測動きベクトルモードか否かを示す情報(サブブロック予測動きベクトルフラグ)等のインター予測情報を符号化情報としてビット列符号化部108に供給する。さらに、予測方法決定部105は、決定した符号化情報を符号化情報格納メモリ111に供給する。予測方法決定部105は、残差生成部106及び予測画像信号を復号画像信号重畳部110に供給する。 The prediction method determination unit 105 evaluates each of intra prediction and inter prediction using the coding information and the code amount of the residual, the distortion amount between the predicted image signal and the processing target image signal, etc. , to determine the best prediction mode. In the case of intra prediction, the prediction method determination unit 105 supplies intra prediction information such as an intra prediction mode to the bit stream encoding unit 108 as encoding information. In the case of inter-prediction merge mode, prediction method determination section 105 uses inter-prediction information such as a merge index and information indicating whether sub-block merge mode is selected (sub-block merge flag) as encoding information to bitstream encoding section 108. supply to In the case of the inter-prediction motion vector predictor mode, the prediction method determination unit 105 uses the inter-prediction mode, the motion vector predictor index, the reference indices of L0 and L1, the difference motion vector, and information indicating whether or not it is the sub-block predictor motion vector mode. Inter prediction information such as (sub-block prediction motion vector flag) is supplied to the bit string encoding unit 108 as encoding information. Furthermore, the prediction method determination unit 105 supplies the determined encoded information to the encoded information storage memory 111 . The prediction method determination unit 105 supplies the residual generation unit 106 and the prediction image signal to the decoded image signal superimposition unit 110 .

残差生成部106は、処理対象の画像信号から予測画像信号を減ずることにより残差を生成し、直交変換・量子化部107に供給する。 The residual generation unit 106 generates a residual by subtracting the prediction image signal from the image signal to be processed, and supplies the residual to the orthogonal transformation/quantization unit 107 .

直交変換・量子化部107は、残差に対して量子化パラメータに応じて直交変換及び量子化を行い直交変換・量子化された残差を生成し、生成した残差をビット列符号化部108と逆量子化・逆直交変換部109とに供給する。 Orthogonal transformation/quantization section 107 performs orthogonal transformation and quantization on the residual according to the quantization parameter to generate an orthogonal transformation/quantized residual, and converts the generated residual to bit string coding section 108. and the inverse quantization/inverse orthogonal transform unit 109 .

ビット列符号化部108は、シーケンス、ピクチャ、スライス、符号化ブロック単位の情報に加えて、符号化ブロック毎に予測方法決定部105によって決定された予測方法に応じた符号化情報を符号化する。具体的には、ビット列符号化部108は、符号化ブロック毎の予測モードPredModeを符号化する。予測モードがインター予測(MODE_INTER)の場合、ビット列符号化部108は、マージモードか否かを判別するフラグ、サブブロックマージフラグ、マージモードの場合はマージインデックス、マージモードでない場合はインター予測モード、予測動きベクトルインデックス、差分動きベクトルに関する情報、サブブロック予測動きベクトルフラグ等の符号化情報(インター予測情報)を規定のシンタックス(ビット列の構文規則)に従って符号化し、第1のビット列を生成する。予測モードがイントラ予測(MODE_INTRA)の場合、ビット列符号化部108は、イントラブロックコピーか否かを判別するフラグを規定のシンタックスに従って符号化する。イントラブロックコピーの場合は、マージモードならばマージインデックス、マージモードでないならば予測ブロックベクトルインデックス、差分ブロックベクトル等の符号化情報(イントラ予測情報)を規定のシンタックスに従って符号化する。イントラブロックコピーでない場合は、イントラ予測モード等の符号化情報(イントラ予測情報)を規定のシンタックスに従って符号化する。以上の符号化により、第1のビット列を生成する。また、ビット列符号化部108は、直交変換及び量子化された残差を規定のシンタックスに従ってエントロピー符号化して第2のビット列を生成する。ビット列符号化部108は、第1のビット列と第2のビット列を規定のシンタックスに従って多重化し、ビットストリームを出力する。 The bit stream encoding unit 108 encodes encoding information according to the prediction method determined by the prediction method determination unit 105 for each encoding block, in addition to the information for each sequence, picture, slice, and encoding block. Specifically, the bit string encoding unit 108 encodes the prediction mode PredMode for each encoding block. When the prediction mode is inter prediction (MODE_INTER), the bit stream coding unit 108 generates a flag for determining whether or not the merge mode, a sub-block merge flag, a merge index in the case of the merge mode, an inter prediction mode in the case of not the merge mode, Encoding information (inter prediction information) such as a motion vector predictor index, information about a motion vector difference, and a sub-block predictive motion vector flag is encoded according to a prescribed syntax (syntax rules for bit strings) to generate a first bit string. When the prediction mode is intra prediction (MODE_INTRA), the bitstream encoding unit 108 encodes a flag for determining whether or not it is an intra block copy according to a prescribed syntax. In the case of intra block copy, coding information (intra prediction information) such as a merge index in the merge mode, a predicted block vector index, a difference block vector in the non-merge mode, etc. is coded according to a prescribed syntax. In the case of non-intra block copy, coding information (intra prediction information) such as intra prediction mode is coded according to a prescribed syntax. A first bit string is generated by the above encoding. Further, bit string encoding section 108 entropy-encodes the orthogonally transformed and quantized residual according to a prescribed syntax to generate a second bit string. A bit stream encoding unit 108 multiplexes the first bit stream and the second bit stream according to a prescribed syntax, and outputs a bit stream.

逆量子化・逆直交変換部109は、直交変換・量子化部107から供給された直交変換・量子化された残差を逆量子化及び逆直交変換して残差を算出し、算出した残差を復号画像信号重畳部110に供給する。 The inverse quantization/inverse orthogonal transform unit 109 performs inverse quantization and inverse orthogonal transform on the orthogonal transform/quantized residual supplied from the orthogonal transform/quantization unit 107 to calculate the residual, and calculates the residual. The difference is supplied to the decoded image signal superimposing unit 110 .

復号画像信号重畳部110は、予測方法決定部105による決定に応じた予測画像信号と逆量子化・逆直交変換部109で逆量子化及び逆直交変換された残差を重畳して復号画像を生成し、復号画像メモリ104に格納する。なお、復号画像信号重畳部110は、復号画像に対して符号化によるブロック歪等の歪を減少させるフィルタリング処理を施した後、復号画像メモリ104に格納してもよい。 The decoded image signal superimposition unit 110 superimposes the prediction image signal determined by the prediction method determination unit 105 and the residuals inversely quantized and inverse orthogonally transformed by the inverse quantization/inverse orthogonal transformation unit 109 to generate a decoded image. It is generated and stored in the decoded image memory 104 . Note that the decoded image signal superimposing unit 110 may store the decoded image in the decoded image memory 104 after performing a filtering process for reducing distortion such as block distortion due to encoding on the decoded image.

符号化情報格納メモリ111は、予測方法決定部105で決定した、予測モード(インター予測またはイントラ予測)等の符号化情報を格納する。インター予測の場合は、符号化情報格納メモリ111が格納する符号化情報には、決定した動きベクトル、参照リストL0、L1の参照インデックス、履歴予測動きベクトル候補リスト等のインター予測情報が含まれる。またインター予測のマージモードの場合は、符号化情報格納メモリ111が格納する符号化情報には、上述の各情報に加え、マージインデックス、サブブロックマージモードか否かを示す情報(サブブロックマージフラグ)のインター予測情報が含まれる。またインター予測の予測動きベクトルモードの場合は、符号化情報格納メモリ111が格納する符号化情報には、上述の各情報に加え、インター予測モード、予測動きベクトルインデックス、差分動きベクトル、サブブロック予測動きベクトルモードか否かを示す情報(サブブロック予測動きベクトルフラグ)等のインター予測情報が含まれる。イントラ予測の場合は、符号化情報格納メモリ111が格納する符号化情報には、決定したイントラ予測モード等のイントラ予測情報が含まれる。 The coding information storage memory 111 stores coding information such as the prediction mode (inter prediction or intra prediction) determined by the prediction method determination unit 105 . In the case of inter prediction, the coding information stored in the coding information storage memory 111 includes inter prediction information such as the determined motion vector, the reference indices of the reference lists L0 and L1, and the historical motion vector predictor candidate list. In the case of the inter-prediction merge mode, the encoding information stored in the encoding information storage memory 111 includes, in addition to the above-described information, a merge index and information indicating whether or not the sub-block merge mode (sub-block merge flag ) contains inter-prediction information. In the case of the inter-prediction motion vector prediction mode, the encoding information stored in the encoding information storage memory 111 includes the above-mentioned information, as well as the inter-prediction mode, the prediction motion vector index, the differential motion vector, and the sub-block prediction. Inter prediction information such as information (sub-block predicted motion vector flag) indicating whether or not the motion vector mode is set is included. In the case of intra prediction, the coding information stored in the coding information storage memory 111 includes intra prediction information such as the determined intra prediction mode.

図2は、図1の画像符号化装置に対応した本発明の実施の形態に係る画像復号装置の構成を示すブロックである。実施の形態の画像復号装置は、ビット列復号部201、ブロック分割部202、インター予測部203、イントラ予測部204、符号化情報格納メモリ205、逆量子化・逆直交変換部206、復号画像信号重畳部207、および復号画像メモリ208を備える。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an image decoding device according to an embodiment of the present invention corresponding to the image encoding device of FIG. The image decoding apparatus according to the embodiment includes a bit stream decoding unit 201, a block division unit 202, an inter prediction unit 203, an intra prediction unit 204, a coding information storage memory 205, an inverse quantization/inverse orthogonal transformation unit 206, a decoded image signal superimposition unit. A section 207 and a decoded image memory 208 are provided.

図2の画像復号装置の復号処理は、図1の画像符号化装置の内部に設けられている復号処理に対応するものであるから、図2の符号化情報格納メモリ205、逆量子化・逆直交変換部206、復号画像信号重畳部207、および復号画像メモリ208の各構成は、図1の画像符号化装置の符号化情報格納メモリ111、逆量子化・逆直交変換部109、復号画像信号重畳部110、および復号画像メモリ104の各構成とそれぞれ対応する機能を有する。 The decoding process of the image decoding apparatus in FIG. 2 corresponds to the decoding process provided inside the image encoding apparatus in FIG. Each configuration of the orthogonal transform unit 206, the decoded image signal superimposition unit 207, and the decoded image memory 208 includes the encoded information storage memory 111, the inverse quantization/inverse orthogonal transform unit 109, and the decoded image signal of the image encoding apparatus in FIG. It has a function corresponding to each configuration of the superimposing unit 110 and the decoded image memory 104 .

ビット列復号部201に供給されるビットストリームは、規定のシンタックスの規則に従って分離される。ビット列復号部201は、分離された第1のビット列を復号し、シーケンス、ピクチャ、スライス、符号化ブロック単位の情報、及び、符号化ブロック単位の符号化情報を得る。具体的には、ビット列復号部201は、符号化ブロック単位でインター予測(MODE_INTER)かイントラ予測(MODE_INTRA)かを判別する予測モードPredModeを復号する。予測モードがインター予測(MODE_INTER)の場合、ビット列復号部201は、マージモードか否かを判別するフラグ、マージモードの場合はマージインデックス、サブブロックマージフラグ、予測動きベクトルモードである場合はインター予測モード、予測動きベクトルインデックス、差分動きベクトル、サブブロック予測動きベクトルフラグ等に関する符号化情報(インター予測情報)を規定のシンタックスに従って復号し、符号化情報(インター予測情報)をインター予測部203、およびブロック分割部202を介して符号化情報格納メモリ205に供給する。予測モードがイントラ予測(MODE_INTRA)の場合、ビット列復号部201は、イントラブロックコピーか否かを判別するフラグを復号する。イントラブロックコピーの場合は、マージモードならばマージインデックス、マージモードでないならば予測ブロックベクトルインデックス、差分ブロックベクトル等の符号化情報(イントラ予測情報)を規定のシンタックスに従って復号する。イントラブロックコピーでない場合は、イントラ予測モード等の符号化情報(イントラ予測情報)を規定のシンタックスに従って復号する。以上の復号により、符号化情報(イントラ予測情報)をインター予測部203またはイントラ予測部204、およびブロック分割部202を介して符号化情報格納メモリ205に供給する。ビット列復号部201は、分離した第2のビット列を復号して直交変換・量子化された残差を算出し、直交変換・量子化された残差を逆量子化・逆直交変換部206に供給する。 The bitstream supplied to the bitstream decoding unit 201 is separated according to a prescribed syntax rule. The bit stream decoding unit 201 decodes the separated first bit stream to obtain information in units of sequences, pictures, slices, coding blocks, and coding information in units of coding blocks. Specifically, the bit string decoding unit 201 decodes a prediction mode PredMode that determines whether inter prediction (MODE_INTER) or intra prediction (MODE_INTRA) is performed in units of coding blocks. When the prediction mode is inter prediction (MODE_INTER), the bitstream decoding unit 201 generates a flag for determining whether or not it is the merge mode, a merge index and a sub-block merge flag in the case of the merge mode, and inter prediction in the case of the predicted motion vector mode. The coded information (inter prediction information) related to the mode, the predicted motion vector index, the differential motion vector, the sub-block predicted motion vector flag, etc. is decoded according to a prescribed syntax, and the coded information (inter prediction information) is sent to the inter prediction unit 203 and supplied to the encoding information storage memory 205 via the block division unit 202 . When the prediction mode is intra prediction (MODE_INTRA), the bit string decoding unit 201 decodes a flag for determining whether intra block copy is performed. In the case of intra block copy, encoded information (intra prediction information) such as a merge index in the merge mode, a predicted block vector index, a difference block vector in the non-merge mode, etc. is decoded according to a prescribed syntax. If it is not an intra block copy, the encoded information (intra prediction information) such as the intra prediction mode is decoded according to the specified syntax. Through the above decoding, the encoded information (intra prediction information) is supplied to the encoded information storage memory 205 via the inter prediction section 203 or intra prediction section 204 and the block dividing section 202 . The bit string decoding unit 201 decodes the separated second bit string, calculates the orthogonally transformed and quantized residual, and supplies the orthogonally transformed and quantized residual to the inverse quantization and inverse orthogonal transformation unit 206. do.

インター予測部203は、処理対象の符号化ブロックの予測モードPredModeがインター予測(MODE_INTER)で予測動きベクトルモードである時に、符号化情報格納メモリ205に記憶されている既に復号された画像信号の符号化情報を用いて、複数の予測動きベクトルの候補を導出して、導出した複数の予測動きベクトルの候補を、後述する予測動きベクトル候補リストに登録する。インター予測部203は、予測動きベクトル候補リストに登録された複数の予測動きベクトルの候補の中から、ビット列復号部201で復号され供給される予測動きベクトルインデックスに応じた予測動きベクトルを選択し、ビット列復号部201で復号された差分動きベクトルと選択された予測動きベクトルから動きベクトルを算出し、算出した動きベクトルを他の符号化情報とともに符号化情報格納メモリ205に格納する。ここで供給・格納する符号化ブロックの符号化情報は、予測モードPredMode、L0予測、及びL1予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、L0、L1の参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、L0、L1の動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等である。ここで、xP、yPはピクチャ内での符号化ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスである。予測モードPredModeがインター予測(MODE_INTER)で、インター予測モードがL0予測(Pred_L0)の場合、L0予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL0は1、L1予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL1は0である。インター予測モードがL1予測(Pred_L1)の場合、L0予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL0は0、L1予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL1は1である。インター予測モードが双予測(Pred_BI)の場合、L0予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL0、L1予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL1は共に1である。さらに、処理対象の符号化ブロックの予測モードPredModeがインター予測(MODE_INTER)でマージモードの時に、マージ候補を導出する。符号化情報格納メモリ205に記憶されている既に復号された符号化ブロックの符号化情報を用いて、複数のマージの候補を導出して後述するマージ候補リストに登録し、マージ候補リストに登録された複数のマージ候補の中からビット列復号部201で復号され供給されるマージインデックスに対応したマージ候補を選択し、選択されたマージ候補のL0予測、及びL1予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、L0、L1の参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、L0、L1の動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等のインター予測情報を符号化情報格納メモリ205に格納する。ここで、xP、yPはピクチャ内での符号化ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスである。インター予測部203の詳細な構成と動作は後述する。 When the prediction mode PredMode of the encoding block to be processed is inter prediction (MODE_INTER) and motion vector prediction mode, the inter prediction unit 203 predicts the code of the already decoded image signal stored in the encoding information storage memory 205. Using the transformation information, a plurality of motion vector predictor candidates are derived, and the derived multiple motion vector predictor candidates are registered in a motion vector predictor candidate list described later. The inter prediction unit 203 selects a motion vector predictor corresponding to the motion vector predictor index decoded and supplied by the bit string decoding unit 201 from among a plurality of motion vector predictor candidates registered in the motion vector predictor candidate list, A motion vector is calculated from the differential motion vector decoded by the bit string decoding unit 201 and the selected predicted motion vector, and the calculated motion vector is stored in the encoded information storage memory 205 together with other encoded information. The coding information of the coding block supplied and stored here includes flags predFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP], predFlagL1[xP][yP], Reference indices refIdxL0[xP][yP] and refIdxL1[xP][yP] of L0 and L1, motion vectors mvL0[xP][yP] and mvL1[xP][yP] of L0 and L1, and the like. Here, xP and yP are indices indicating the position of the upper left pixel of the coding block in the picture. When the prediction mode PredMode is inter prediction (MODE_INTER) and the inter prediction mode is L0 prediction (Pred_L0), the flag predFlagL0 indicating whether to use L0 prediction is 1, and the flag predFlagL1 indicating whether to use L1 prediction. is 0. When the inter prediction mode is L1 prediction (Pred_L1), the flag predFlagL0 indicating whether to use L0 prediction is 0, and the flag predFlagL1 indicating whether to use L1 prediction is 1. When the inter prediction mode is bi-prediction (Pred_BI), the flag predFlagL0 indicating whether to use L0 prediction and the flag predFlagL1 indicating whether to use L1 prediction are both 1. Furthermore, when the prediction mode PredMode of the encoding block to be processed is inter prediction (MODE_INTER) and merge mode, merge candidates are derived. A plurality of merging candidates are derived using the coding information of already decoded coding blocks stored in the coding information storage memory 205 and registered in a merge candidate list, which will be described later. A merge candidate corresponding to the merge index decoded and supplied by the bit string decoding unit 201 is selected from among the plurality of merge candidates, and a flag indicating whether to use the L0 prediction and L1 prediction of the selected merge candidate. predFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP], L0, L1 reference index refIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP], L0, L1 motion vector mvL0[xP][yP ], mvL1[xP][yP], etc. are stored in the encoded information storage memory 205 . Here, xP and yP are indices indicating the position of the upper left pixel of the coding block in the picture. A detailed configuration and operation of the inter prediction unit 203 will be described later.

イントラ予測部204は、処理対象の符号化ブロックの予測モードPredModeがイントラ予測(MODE_INTRA)の時に、イントラ予測を行う。ビット列復号部201で復号された符号化情報にはイントラ予測モードが含まれている。イントラ予測部204は、ビット列復号部201で復号された符号化情報に含まれるイントラ予測モードに応じて、復号画像メモリ208に格納されている復号済みの画像信号からイントラ予測により予測画像信号を生成し、生成した予測画像信号を復号画像信号重畳部207に供給する。イントラ予測部204は、画像符号化装置100のイントラ予測部103に対応するものであるから、イントラ予測部103と同様の処理を行う。 The intra prediction unit 204 performs intra prediction when the prediction mode PredMode of the encoding block to be processed is intra prediction (MODE_INTRA). The encoded information decoded by the bit stream decoding unit 201 includes an intra prediction mode. The intra prediction unit 204 generates a prediction image signal by intra prediction from the decoded image signal stored in the decoded image memory 208 according to the intra prediction mode included in the encoded information decoded by the bit string decoding unit 201. and supplies the generated predicted image signal to the decoded image signal superimposing unit 207 . Since the intra prediction unit 204 corresponds to the intra prediction unit 103 of the image encoding device 100, it performs the same processing as the intra prediction unit 103.

逆量子化・逆直交変換部206は、ビット列復号部201で復号された直交変換・量子化された残差に対して逆直交変換及び逆量子化を行い、逆直交変換・逆量子化された残差を得る。 The inverse quantization/inverse orthogonal transform unit 206 performs inverse orthogonal transform and inverse quantization on the orthogonal transform/quantized residual decoded by the bit stream decoding unit 201, and the inverse orthogonal transform/inverse quantization is performed. get the residuals.

復号画像信号重畳部207は、インター予測部203でインター予測された予測画像信号、またはイントラ予測部204でイントラ予測された予測画像信号と、逆量子化・逆直交変換部206により逆直交変換・逆量子化された残差とを重畳することにより、復号画像信号を復号し、復号した復号画像信号を復号画像メモリ208に格納する。復号画像メモリ208に格納する際には、復号画像信号重畳部207は、復号画像に対して符号化によるブロック歪等を減少させるフィルタリング処理を施した後、復号画像メモリ208に格納してもよい。 The decoded image signal superimposing unit 207 performs inverse orthogonal transform/transform/ The decoded image signal is decoded by superimposing it with the inverse quantized residual, and the decoded decoded image signal is stored in the decoded image memory 208 . When storing the decoded image in the decoded image memory 208, the decoded image signal superimposing unit 207 may store the decoded image in the decoded image memory 208 after performing a filtering process for reducing block distortion due to encoding on the decoded image. .

次に、画像符号化装置100におけるブロック分割部101の動作について説明する。図3は、画像をツリーブロックに分割し、各ツリーブロックをさらに分割する動作を示すフローチャートである。まず、入力された画像を、所定サイズのツリーブロックに分割する(ステップS1001)。各ツリーブロックについては、所定の順序、すなわちラスタスキャン順に走査し(ステップS1002)、処理対象のツリーブロックの内部を分割する(ステップS1003)。 Next, the operation of the block dividing section 101 in the image encoding device 100 will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of dividing an image into treeblocks and subdividing each treeblock. First, an input image is divided into tree blocks of a predetermined size (step S1001). Each treeblock is scanned in a predetermined order, that is, in raster scan order (step S1002), and the inside of the treeblock to be processed is divided (step S1003).

図7は、ステップS1003の分割処理の詳細動作を示すフローチャートである。まず、処理対象のブロックを4分割するか否かを判断する(ステップS1101)。 FIG. 7 is a flow chart showing the detailed operation of the division processing in step S1003. First, it is determined whether or not to divide the block to be processed into four (step S1101).

処理対象ブロックを4分割すると判断した場合は、処理対象ブロックを4分割する(ステップS1102)。処理対象ブロックを分割した各ブロックについて、Zスキャン順、すなわち左上、右上、左下、右下の順に走査する(ステップS1103)。図5は、Zスキャン順の例であり、図6Aの601は、処理対象ブロックを4分割した例である。図6Aの601の番号0~3は処理の順番を示したものである。そしてステップS1101で分割した各ブロックについて、図7の分割処理を再帰的に実行する(ステップS1104)。 When it is determined that the block to be processed is to be divided into four, the block to be processed is divided into four (step S1102). Each block obtained by dividing the block to be processed is scanned in the order of Z scanning, that is, upper left, upper right, lower left, and lower right (step S1103). FIG. 5 is an example of the Z scan order, and 601 in FIG. 6A is an example of dividing the block to be processed into four. Numbers 0 to 3 in 601 in FIG. 6A indicate the order of processing. Then, the division processing in FIG. 7 is recursively executed for each block divided in step S1101 (step S1104).

処理対象ブロックを4分割しないと判断した場合は、2-3分割を行う(ステップS1105)。 If it is determined that the block to be processed is not divided into 4, it is divided into 2-3 (step S1105).

図8は、ステップS1105の2-3分割処理の詳細動作を示すフローチャートである。まず、処理対象のブロックを2-3分割するか否か、すなわち2分割または3分割の何れかを行うか否かを判断する(ステップS1201)。 FIG. 8 is a flow chart showing the detailed operation of the 2-3 division processing in step S1105. First, it is determined whether or not to divide the block to be processed into 2-3, that is, whether to divide into 2 or 3 (step S1201).

処理対象ブロックを2-3分割すると判断しない場合、すなわち分割しないと判断した場合は、分割を終了する(ステップS1211)。つまり、再帰的な分割処理により分割されたブロックに対して、さらなる再帰的な分割処理はしない。 If it is determined not to divide the block to be processed into 2-3, that is, if it is determined not to divide, the division ends (step S1211). That is, no further recursive division processing is performed on the blocks divided by the recursive division processing.

処理対象のブロックを2-3分割すると判断した場合は、さらに処理対象ブロックを2分割するか否か(ステップS1202)を判断する。 If it is determined to divide the block to be processed into 2 or 3, it is determined whether to further divide the block to be processed into two (step S1202).

処理対象ブロックを2分割すると判断した場合は、処理対象ブロックを上下(垂直方向)に分割するか否かを判断し(ステップS1203)、その結果に基づき、処理対象ブロックを上下(垂直方向)に2分割する(ステップS1204)か、処理対象ブロックを左右(水平方向)に2分割する(ステップS1205)。ステップS1204の結果、処理対象ブロックは、図6Bの602に示す通り、上下(垂直方向)2分割に分割され、ステップS1205の結果、処理対象ブロックは、図6Dの604に示す通り、左右(水平方向)2分割に分割される。 If it is determined that the block to be processed is to be divided into two, it is determined whether or not to divide the block to be processed vertically (vertically) (step S1203). It is divided into two (step S1204), or the block to be processed is horizontally divided into two (step S1205). As a result of step S1204, the block to be processed is divided into upper and lower (vertical direction) halves, as indicated by 602 in FIG. 6B. direction) is divided into two divisions.

ステップS1202において、処理対象のブロックを2分割すると判断しなかった場合、すなわち3分割すると判断した場合は、処理対象ブロックを上中下(垂直方向)に分割するか否かを判断し(ステップS1206)、その結果に基づき、処理対象ブロックを上中下(垂直方向)に3分割する(ステップS1207)か、処理対象ブロックを左中右(水平方向)に3分割する(ステップS1208)。ステップS1207の結果、処理対象ブロックは、図6Cの603に示す通り、上中下(垂直方向)3分割に分割され、ステップS1208の結果、処理対象ブロックは、図6Eの605に示す通り、左中右(水平方向)3分割に分割される。 If it is determined in step S1202 that the block to be processed is not to be divided into two, that is, if it is determined to be divided into three, it is determined whether to divide the block to be processed into upper, middle and lower (vertical) directions (step S1206). ), based on the result, divides the block to be processed into three parts (vertical direction) (step S1207), or divides the block to be processed into three parts (horizontal direction) (step S1208). As a result of step S1207, the block to be processed is divided into three parts (upper, middle and lower (vertical direction)) as indicated by 603 in FIG. 6C. Middle right (horizontal direction) is divided into three divisions.

ステップS1204、ステップS1205、ステップS1207、ステップS1208のいずれかを実行後、処理対象ブロックを分割した各ブロックについて、左から右、上から下の順に走査する(ステップS1209)。図6B~Eの602から605の番号0~2は処理の順番を示したものである。分割した各ブロックについて、図8の2-3分割処理を再帰的に実行する(ステップS1210)。 After executing any one of steps S1204, S1205, S1207, and S1208, each block obtained by dividing the block to be processed is scanned from left to right and from top to bottom (step S1209). Numbers 0 to 2 of 602 to 605 in FIGS. 6B to 6E indicate the order of processing. The 2-3 division process of FIG. 8 is recursively executed for each divided block (step S1210).

ここで説明した再帰的なブロック分割は、分割する回数、または、処理対象のブロックのサイズ等により、分割要否を制限してもよい。分割要否を制限する情報は、符号化装置と復号化装置の間で予め取り決めを行うことで、情報の伝達を行わない構成で実現してもよいし、符号化装置が分割要否を制限する情報を決定し、ビット列に記録することにより、復号化装置に伝達する構成で実現してもよい。 In the recursive block division described here, necessity of division may be restricted by the number of divisions, the size of the block to be processed, or the like. Information that limits whether or not division is necessary may be implemented by a configuration in which information is not transmitted by prior agreement between the encoding device and the decoding device, or the coding device may limit whether or not division is necessary. It may be realized by a configuration in which the information to be used is determined, recorded in a bit string, and transmitted to the decoding device.

あるブロックを分割したとき、分割前のブロックを親ブロックと呼び、分割後の各ブロックを子ブロックと呼ぶ。 When a certain block is divided, the block before division is called a parent block, and each block after division is called a child block.

次に、画像復号装置200におけるブロック分割部202の動作について説明する。ブロック分割部202は、画像符号化装置100のブロック分割部101と同様の処理手順でツリーブロックを分割するものである。ただし、画像符号化装置100のブロック分割部101では、画像認識による最適形状の推定や歪レート最適化等最適化手法を適用し、最適なブロック分割の形状を決定するのに対し、画像復号装置200におけるブロック分割部202は、ビット列に記録されたブロック分割情報を復号することにより、ブロック分割形状を決定する点が異なる。 Next, the operation of the block dividing section 202 in the image decoding device 200 will be described. The block dividing unit 202 divides the treeblocks in the same processing procedure as the block dividing unit 101 of the image encoding device 100 . However, the block division unit 101 of the image encoding device 100 applies optimization techniques such as estimation of the optimum shape by image recognition and distortion rate optimization to determine the optimum block division shape, whereas the image decoding device The block division unit 202 in 200 is different in that the block division shape is determined by decoding the block division information recorded in the bit string.

第1の実施の形態のブロック分割に関するシンタックス(ビット列の構文規則)を図9に示す。coding_quadtree()はブロックの4分割処理にかかるシンタックスを表す。multi_type_tree()はブロックの2分割または3分割処理にかかるシンタックスを表す。qt_splitはブロックを4分割するか否かを示すフラグである。ブロックを4分割する場合は、qt_split=1とし、4分割しない場合は、qt_split=0とする。4分割する場合(qt_split=1)、4分割した各ブロックについて、再帰的に4分割処理をする(coding_quadtree(0), coding_quadtree(1), coding_quadtree(2), coding_quadtree(3)、引数の0~3は図6Aの601の番号に対応する。)。4分割しない場合(qt_split=0)は、multi_type_tree()に従い、後続の分割を決定する。mtt_splitは、さらに分割をするか否かを示すフラグである。さらに分割をする場合(mtt_split=1)、垂直方向に分割するか水平方向に分割するかを示すフラグであるmtt_split_verticalと、2分割するか3分割するかを決定するフラグであるmtt_split_binaryを伝送する。mtt_split_vertical=1は、垂直方向に分割することを示し、mtt_split_vertical=0は、水平方向に分割することを示す。mtt_split_binary=1は、2分割することを示し、mtt_split_binary=0は3分割することを示す。2分割する場合(mtt_split_binary=1)、2分割した各ブロックについて、再帰的に分割処理をする(multi_type_tree(0), multi_type_tree(1)、引数の0~1は図6B~Dの602または604の番号に対応する。)。3分割する場合(mtt_split_binary=0)、3分割した各ブロックについて、再帰的に分割処理をする(multi_type_tree(0), multi_type_tree(1), multi_type_tree(2)、0~2は図6Bの603または図6Eの605の番号に対応する。)。mtt_split=0となるまで、再帰的にmulti_type_treeを呼び出すことにより、階層的なブロック分割を行う。 FIG. 9 shows the syntax (syntax rules for bit strings) relating to block division in the first embodiment. coding_quadtree( ) represents the syntax for quartering blocks. multi_type_tree( ) represents the syntax for dividing a block into two or three. qt_split is a flag indicating whether to divide a block into four. Set qt_split=1 when dividing a block into four, and set qt_split=0 when not dividing a block into four. When dividing into 4 (qt_split=1), recursively divide each block into 4 (coding_quadtree(0), coding_quadtree(1), coding_quadtree(2), coding_quadtree(3), arguments 0 to 3 corresponds to the number 601 in FIG. 6A). When not splitting into 4 (qt_split=0), subsequent splitting is determined according to multi_type_tree(). mtt_split is a flag indicating whether or not to further split. When further splitting is performed (mtt_split=1), mtt_split_vertical, which is a flag indicating whether to split vertically or horizontally, and mtt_split_binary, which is a flag for determining whether to split into two or three, are transmitted. mtt_split_vertical=1 indicates splitting in the vertical direction, and mtt_split_vertical=0 indicates splitting in the horizontal direction. mtt_split_binary=1 indicates splitting into two, and mtt_split_binary=0 indicates splitting into three. When splitting into two (mtt_split_binary=1), each block split into two is recursively split (multi_type_tree(0), multi_type_tree(1), arguments 0 to 1 are 602 or 604 in FIGS. number.). When dividing into three (mtt_split_binary=0), each block divided into three is recursively divided (multi_type_tree(0), multi_type_tree(1), multi_type_tree(2), 0 to 2 are 603 in FIG. 6B or corresponding to the 605 number of 6E). Perform hierarchical block splitting by recursively calling multi_type_tree until mtt_split=0.

<イントラ予測>
実施の形態に係るイントラ予測方法は、図1の画像符号化装置100のイントラ予測部103および図2の画像復号装置200のイントラ予測部204において実施される。
<Intra prediction>
The intra prediction method according to the embodiment is implemented in the intra prediction unit 103 of the image encoding device 100 in FIG. 1 and the intra prediction unit 204 of the image decoding device 200 in FIG.

実施の形態に係るイントラ予測方法について、図面を用いて説明する。イントラ予測方法は符号化ブロック単位で符号化及び復号の処理の何れでも実施される。 An intra-prediction method according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The intra-prediction method is implemented in both encoding and decoding processes in units of encoded blocks.

<符号化側のイントラ予測部103の説明>
図40は図1の画像符号化装置100のイントラ予測部103の詳細な構成を示す図である。通常イントラ予測部351は、処理対象の符号化ブロックに隣接する復号済み画素から、通常イントラ予測により予測画像信号を生成し、複数のイントラ予測モードの中から適したイントラ予測モードを選択し、選択されたイントラ予測モード、及び選択されたイントラ予測モードに応じた予測画像信号を予測方法決定部105に供給する。図10A及び図10Bにイントラ予測の例を示す。図10Aは、通常イントラ予測の予測方向とイントラ予測モード番号の対応を示したものである。例えば、イントラ予測モード50は、垂直方向に画素をコピーすることによりイントラ予測画像を生成する。イントラ予測モード1は、DCモードであり、処理対象ブロックのすべての画素値を参照画素の平均値とするモードである。イントラ予測モード0はPlanarモードであり、垂直方向・水平方向の参照画素から2次元的なイントラ予測画像を作成するモードである。図10Bは、イントラ予測モード40の場合のイントラ予測画像を生成する例である。処理対象ブロックの各画素に対し、イントラ予測モードの示す方向の参照画素の値をコピーする。イントラ予測モードの参照画素が整数位置でない場合には、周辺の整数位置の参照画素値から補間により参照画素値を決定する。
<Explanation of Intra Predictor 103 on Encoding Side>
FIG. 40 is a diagram showing the detailed configuration of the intra prediction unit 103 of the image encoding device 100 of FIG. The normal intra prediction unit 351 generates a predicted image signal by normal intra prediction from decoded pixels adjacent to the encoding block to be processed, selects a suitable intra prediction mode from among a plurality of intra prediction modes, and selects The selected intra prediction mode and the predicted image signal corresponding to the selected intra prediction mode are supplied to the prediction method determination unit 105 . An example of intra prediction is shown in FIGS. 10A and 10B. FIG. 10A shows the correspondence between prediction directions of normal intra prediction and intra prediction mode numbers. For example, intra-prediction mode 50 produces intra-predicted images by copying pixels vertically. Intra-prediction mode 1 is a DC mode, and is a mode in which all pixel values of a block to be processed are average values of reference pixels. Intra prediction mode 0 is a planar mode, and is a mode in which a two-dimensional intra prediction image is created from reference pixels in the vertical and horizontal directions. FIG. 10B is an example of generating an intra prediction image in intra prediction mode 40 . The value of the reference pixel in the direction indicated by the intra prediction mode is copied to each pixel of the block to be processed. When the reference pixel in the intra prediction mode is not at the integer position, the reference pixel value is determined by interpolation from the reference pixel values at the surrounding integer positions.

イントラブロックコピー予測部352は、復号画像メモリ104から処理対象の符号化ブロックと同一の画像信号の復号済み領域を取得し、イントラブロックコピー処理により、予測画像信号を生成し、予測方法決定部105に供給する。イントラブロックコピー予測部352の詳細な構成と処理については後述する。 The intra-block copy prediction unit 352 acquires the decoded region of the same image signal as the encoding block to be processed from the decoded image memory 104, generates a prediction image signal by intra-block copy processing, and predicts the prediction method determination unit 105. supply to A detailed configuration and processing of the intra block copy prediction unit 352 will be described later.

<復号側のイントラ予測部204の説明>
図41は図2の画像復号装置200のイントラ予測部204の詳細な構成を示す図である。
<Description of Intra Predictor 204 on the Decoding Side>
FIG. 41 is a diagram showing the detailed configuration of the intra prediction section 204 of the image decoding device 200 of FIG.

通常イントラ予測部361は、処理対象の符号化ブロックに隣接する復号済み画素から、通常イントラ予測により予測画像信号を生成し、複数のイントラ予測モードの中から適したイントラ予測モードを選択し、選択されたイントラ予測モード、及び選択されたイントラ予測モードに応じた予測画像信号を得る。この予測画像信号がスイッチ364を経由して復号画像信号重畳部207に供給される。図41の通常イントラ予測部361の処理は、図40の通常イントラ予測部351に対応するものであるため、詳細の説明を省略する。 The normal intra prediction unit 361 generates a predicted image signal by normal intra prediction from decoded pixels adjacent to the encoding block to be processed, selects a suitable intra prediction mode from among a plurality of intra prediction modes, and selects A predicted image signal corresponding to the selected intra prediction mode and the selected intra prediction mode is obtained. This predicted image signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207 via the switch 364 . Since the processing of the normal intra prediction unit 361 in FIG. 41 corresponds to the normal intra prediction unit 351 in FIG. 40, detailed description thereof will be omitted.

イントラブロックコピー予測部362は、復号画像メモリ208から処理対象の符号化ブロックと同一の画像信号の復号済み領域を取得し、イントラブロックコピー処理により、予測画像信号を得る。この予測画像信号がスイッチ364を経由して復号画像信号重畳部207に供給される。イントラブロックコピー予測部362の詳細な構成と処理については後述する。 The intra block copy prediction unit 362 acquires the decoded area of the same image signal as the encoding block to be processed from the decoded image memory 208, and obtains a predicted image signal by intra block copy processing. This predicted image signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207 via the switch 364 . A detailed configuration and processing of the intra block copy prediction unit 362 will be described later.

<インター予測>
実施の形態に係るインター予測方法は、図1の画像符号化装置のインター予測部102および図2の画像復号装置のインター予測部203において実施される。
<Inter Prediction>
The inter prediction method according to the embodiment is implemented in the inter prediction unit 102 of the image coding device in FIG. 1 and the inter prediction unit 203 of the image decoding device in FIG.

実施の形態によるインター予測方法について、図面を用いて説明する。インター予測方法は符号化ブロック単位で符号化及び復号の処理の何れでも実施される。 An inter-prediction method according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The inter-prediction method is implemented in both encoding and decoding processes in units of encoded blocks.

<符号化側のインター予測部102の説明>
図16は図1の画像符号化装置のインター予測部102の詳細な構成を示す図である。通常予測動きベクトルモード導出部301は、複数の通常予測動きベクトル候補を導出して予測動きベクトルを選択し、選択した予測動きベクトルと、検出された動きベクトルとの差分動きベクトルを算出する。検出されたインター予測モード、参照インデックス、動きベクトル、算出された差分動きベクトルが通常予測動きベクトルモードのインター予測情報となる。このインター予測情報がインター予測モード判定部305に供給される。通常予測動きベクトルモード導出部301の詳細な構成と処理については後述する。
<Description of inter prediction unit 102 on the encoding side>
FIG. 16 is a diagram showing a detailed configuration of the inter prediction unit 102 of the image coding apparatus of FIG. 1. As shown in FIG. The normal motion vector predictor mode deriving unit 301 derives a plurality of normal motion vector predictor candidates, selects a motion vector predictor, and calculates a differential motion vector between the selected motion vector predictor and the detected motion vector. The detected inter prediction mode, reference index, motion vector, and calculated differential motion vector are the inter prediction information of the normal predicted motion vector mode. This inter prediction information is supplied to the inter prediction mode determination unit 305 . The detailed configuration and processing of the normal motion vector predictor mode derivation unit 301 will be described later.

通常マージモード導出部302では複数の通常マージ候補を導出して通常マージ候補を選択し、通常マージモードのインター予測情報を得る。このインター予測情報がインター予測モード判定部305に供給される。通常マージモード導出部302の詳細な構成と処理については後述する。 A normal merge mode derivation unit 302 derives a plurality of normal merge candidates, selects a normal merge candidate, and obtains inter prediction information in the normal merge mode. This inter prediction information is supplied to the inter prediction mode determination unit 305 . The detailed configuration and processing of the normal merge mode derivation unit 302 will be described later.

サブブロック予測動きベクトルモード導出部303では複数のサブブロック予測動きベクトル候補を導出してサブブロック予測動きベクトルを選択し、選択したサブブロック予測動きベクトルと、検出した動きベクトルとの差分動きベクトルを算出する。検出されたインター予測モード、参照インデックス、動きベクトル、算出された差分動きベクトルがサブブロック予測動きベクトルモードのインター予測情報となる。このインター予測情報がインター予測モード判定部305に供給される。 A sub-block predictor motion vector mode derivation unit 303 derives a plurality of sub-block predictor motion vector candidates, selects a sub-block predictor motion vector, and calculates a differential motion vector between the selected sub-block predictor motion vector and the detected motion vector. calculate. The detected inter prediction mode, reference index, motion vector, and calculated differential motion vector are inter prediction information for the sub-block prediction motion vector mode. This inter prediction information is supplied to the inter prediction mode determination unit 305 .

サブブロックマージモード導出部304では複数のサブブロックマージ候補を導出してサブブロックマージ候補を選択し、サブブロックマージモードのインター予測情報を得る。このインター予測情報がインター予測モード判定部305に供給される。 A sub-block merging mode derivation unit 304 derives a plurality of sub-block merging candidates, selects a sub-block merging candidate, and obtains inter-prediction information for the sub-block merging mode. This inter prediction information is supplied to the inter prediction mode determination unit 305 .

インター予測モード判定部305では通常予測動きベクトルモード導出部301、通常マージモード導出部302、サブブロック予測動きベクトルモード導出部303、サブブロックマージモード導出部304から供給されるインター予測情報に基づいて、インター予測情報を判定する。インター予測モード判定部305から判定結果に応じたインター予測情報が動き補償予測部306に供給される。 Based on the inter prediction information supplied from the normal prediction motion vector mode derivation unit 301, the normal merge mode derivation unit 302, the sub-block prediction motion vector mode derivation unit 303, and the sub-block merge mode derivation unit 304, the inter prediction mode determination unit 305 , to determine the inter-prediction information. Inter prediction information according to the determination result is supplied from the inter prediction mode determination unit 305 to the motion compensation prediction unit 306 .

動き補償予測部306では判定されたインター予測情報に基づいて、復号画像メモリ104に格納されている参照画像信号に対してインター予測を行う。動き補償予測部306の詳細な構成と処理については後述する。 Based on the determined inter prediction information, the motion compensation prediction unit 306 performs inter prediction on the reference image signal stored in the decoded image memory 104 . A detailed configuration and processing of the motion compensation prediction unit 306 will be described later.

<復号側のインター予測部203の説明>
図22は図2の画像復号装置のインター予測部203の詳細な構成を示す図である。
<Description of Inter Predictor 203 on the Decoding Side>
FIG. 22 is a diagram showing the detailed configuration of the inter prediction unit 203 of the image decoding device in FIG.

通常予測動きベクトルモード導出部401は複数の通常予測動きベクトル候補を導出して予測動きベクトルを選択し、選択した予測動きベクトルと、復号した差分動きベクトルとの加算値を算出して動きベクトルとする。復号されたインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルが通常予測動きベクトルモードのインター予測情報となる。このインター予測情報がスイッチ408を経由して動き補償予測部406に供給される。通常予測動きベクトルモード導出部401の詳細な構成と処理については後述する。 The normal motion vector predictor mode derivation unit 401 derives a plurality of normal motion vector predictor candidates, selects a motion vector predictor, calculates the sum of the selected motion vector predictor and the decoded differential motion vector, and calculates the motion vector. do. The decoded inter prediction mode, reference index, and motion vector become inter prediction information for the normal predicted motion vector mode. This inter prediction information is supplied to the motion compensation prediction section 406 via the switch 408 . The detailed configuration and processing of the normal motion vector predictor mode derivation unit 401 will be described later.

通常マージモード導出部402では複数の通常マージ候補を導出して通常マージ候補を選択し、通常マージモードのインター予測情報を得る。このインター予測情報がスイッチ408を経由して動き補償予測部406に供給される。通常マージモード導出部402の詳細な構成と処理については後述する。 A normal merge mode derivation unit 402 derives a plurality of normal merge candidates, selects a normal merge candidate, and obtains inter prediction information in the normal merge mode. This inter prediction information is supplied to the motion compensation prediction section 406 via the switch 408 . The detailed configuration and processing of the normal merge mode derivation unit 402 will be described later.

サブブロック予測動きベクトルモード導出部403では複数のサブブロック予測動きベクトル候補を導出してサブブロック予測動きベクトルを選択し、選択したサブブロック予測動きベクトルと、復号した差分動きベクトルとの加算値を算出して動きベクトルとする。復号されたインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルがサブブロック予測動きベクトルモードのインター予測情報となる。このインター予測情報がスイッチ408を経由して動き補償予測部406に供給される。 The sub-block predictor motion vector mode derivation unit 403 derives a plurality of sub-block predictor motion vector candidates, selects a sub-block predictor motion vector, and calculates the sum of the selected sub-block predictor motion vector and the decoded differential motion vector. It is calculated as a motion vector. The decoded inter prediction mode, reference index, and motion vector become inter prediction information for the sub-block prediction motion vector mode. This inter prediction information is supplied to the motion compensation prediction section 406 via the switch 408 .

サブブロックマージモード導出部404では複数のサブブロックマージ候補を導出してサブブロックマージ候補を選択し、サブブロックマージモードのインター予測情報を得る。このインター予測情報がスイッチ408を経由して動き補償予測部406に供給される。 A sub-block merging mode deriving unit 404 derives a plurality of sub-block merging candidates, selects a sub-block merging candidate, and obtains inter-prediction information for the sub-block merging mode. This inter prediction information is supplied to the motion compensation prediction section 406 via the switch 408 .

動き補償予測部406では判定されたインター予測情報に基づいて、復号画像メモリ208に格納されている参照画像信号に対してインター予測を行う。動き補償予測部406の詳細な構成と処理については符号化側の動き補償予測部306と同様である。 Based on the determined inter prediction information, the motion compensation prediction unit 406 performs inter prediction on the reference image signal stored in the decoded image memory 208 . The detailed configuration and processing of the motion compensation prediction unit 406 are the same as those of the motion compensation prediction unit 306 on the encoding side.

<通常予測動きベクトルモード導出部(通常AMVP)>
図17の通常予測動きベクトルモード導出部301は、空間予測動きベクトル候補導出部321、時間予測動きベクトル候補導出部322、履歴予測動きベクトル候補導出部323、予測動きベクトル候補補充部325、通常動きベクトル検出部326、予測動きベクトル候補選択部327、動きベクトル減算部328を含む。
<Normal predicted motion vector mode derivation unit (normal AMVP)>
The normal motion vector predictor mode deriving unit 301 in FIG. A vector detection unit 326 , a motion vector predictor candidate selection unit 327 and a motion vector subtraction unit 328 are included.

図23の通常予測動きベクトルモード導出部401は、空間予測動きベクトル候補導出部421、時間予測動きベクトル候補導出部422、履歴予測動きベクトル候補導出部423、予測動きベクトル候補補充部425、予測動きベクトル候補選択部426、動きベクトル加算部427を含む。 The normal motion vector predictor mode deriving unit 401 in FIG. A vector candidate selection unit 426 and a motion vector addition unit 427 are included.

符号化側の通常予測動きベクトルモード導出部301および復号側の通常予測動きベクトルモード導出部401の処理手順について、それぞれ図19、図25のフローチャートを用いて説明する。図19は符号化側の通常動きベクトルモード導出部301による通常予測動きベクトルモード導出処理手順を示すフローチャートであり、図25は復号側の通常動きベクトルモード導出部401による通常予測動きベクトルモード導出処理手順を示すフローチャートである。 Processing procedures of the normal predicted motion vector mode deriving unit 301 on the encoding side and the normal predicted motion vector mode deriving unit 401 on the decoding side will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 19 and 25, respectively. FIG. 19 is a flowchart showing the normal predicted motion vector mode derivation processing procedure by the normal motion vector mode derivation unit 301 on the encoding side, and FIG. 25 is the normal predicted motion vector mode derivation processing by the normal motion vector mode derivation unit 401 on the decoding side. It is a flow chart which shows a procedure.

<通常予測動きベクトルモード導出部(通常AMVP):符号化側の説明>
図19を参照して符号化側の通常予測動きベクトルモード導出処理手順を説明する。図19の処理手順の説明において、図19に示した通常という言葉を省略することがある。
<Normal predicted motion vector mode derivation unit (normal AMVP): description on the encoding side>
A normal motion vector prediction mode derivation processing procedure on the encoding side will be described with reference to FIG. In the description of the processing procedure in FIG. 19, the term "normal" shown in FIG. 19 may be omitted.

まず、通常動きベクトル検出部326でインター予測モードおよび参照インデックス毎に通常動きベクトルを検出する(図19のステップS100)。 First, the normal motion vector detection unit 326 detects a normal motion vector for each inter prediction mode and reference index (step S100 in FIG. 19).

続いて、空間予測動きベクトル候補導出部321、時間予測動きベクトル候補導出部322、履歴予測動きベクトル候補導出部323、予測動きベクトル候補補充部325、予測動きベクトル候補選択部327、動きベクトル減算部328で、通常予測動きベクトルモードのインター予測で用いる動きベクトルの差分動きベクトルをL0、L1毎にそれぞれ算出する(図19のステップS101~S106)。具体的には処理対象ブロックの予測モードPredModeがインター予測(MODE_INTER)で、インター予測モードがL0予測(Pred_L0)の場合、L0の予測動きベクトル候補リストmvpListL0を算出して、予測動きベクトルmvpL0を選択し、L0の動きベクトルmvL0の差分動きベクトルmvdL0を算出する。処理対象ブロックのインター予測モードがL1予測(Pred_L1)の場合、L1の予測動きベクトル候補リストmvpListL1を算出して、予測動きベクトルmvpL1を選択し、L1の動きベクトルmvL1の差分動きベクトルmvdL1を算出する。処理対象ブロックのインター予測モードが双予測(Pred_BI)の場合、L0予測とL1予測が共に行われ、L0の予測動きベクトル候補リストmvpListL0を算出して、L0の予測動きベクトルmvpL0を選択し、L0の動きベクトルmvL0の差分動きベクトルmvdL0を算出するとともに、L1の予測動きベクトル候補リストmvpListL1を算出して、L1の予測動きベクトルmvpL1を算出し、L1の動きベクトルmvL1の差分動きベクトルmvdL1をそれぞれ算出する。 Subsequently, a spatial motion vector predictor candidate deriving unit 321, a temporal motion vector predictor candidate deriving unit 322, a historical motion vector predictor candidate deriving unit 323, a motion vector predictor candidate supplementing unit 325, a motion vector predictor candidate selecting unit 327, and a motion vector subtracting unit. At 328, differential motion vectors of motion vectors used for inter prediction in normal motion vector predictor mode are calculated for each of L0 and L1 (steps S101 to S106 in FIG. 19). Specifically, when the prediction mode PredMode of the block to be processed is inter prediction (MODE_INTER) and the inter prediction mode is L0 prediction (Pred_L0), the L0 motion vector predictor candidate list mvpListL0 is calculated and the motion vector predictor mvpL0 is selected. Then, the difference motion vector mvdL0 of the motion vector mvL0 of L0 is calculated. When the inter prediction mode of the block to be processed is L1 prediction (Pred_L1), the L1 motion vector predictor candidate list mvpListL1 is calculated, the motion vector predictor mvpL1 is selected, and the differential motion vector mvdL1 of the L1 motion vector mvL1 is calculated. . When the inter prediction mode of the block to be processed is bi-prediction (Pred_BI), both L0 prediction and L1 prediction are performed, L0 motion vector predictor candidate list mvpListL0 is calculated, L0 motion vector predictor mvpL0 is selected, and L0 Calculates the differential motion vector mvdL0 of the motion vector mvL0 of L1, calculates the motion vector predictor candidate list mvpListL1 of L1, calculates the predicted motion vector mvpL1 of L1, and calculates the differential motion vector mvdL1 of the motion vector mvL1 of L1. do.

L0、L1それぞれについて、差分動きベクトル算出処理を行うが、L0、L1ともに共通の処理となる。したがって、以下の説明においてはL0、L1を共通のLXとして表す。L0の差分動きベクトルを算出する処理ではLXのXが0であり、L1の差分動きベクトルを算出する処理ではLXのXが1である。また、LXの差分動きベクトルを算出する処理中に、LXではなく、もう一方のリストの情報を参照する場合、もう一方のリストをLYとして表す。 Differential motion vector calculation processing is performed for each of L0 and L1, and the processing is common to both L0 and L1. Therefore, L0 and L1 are represented as common LX in the following description. X of LX is 0 in the process of calculating the differential motion vector of L0, and X of LX is 1 in the process of calculating the differential motion vector of L1. Also, when referring to the information of the other list instead of LX during the process of calculating the differential motion vector of LX, the other list is represented as LY.

LXの動きベクトルmvLXを使用する場合(図19のステップS102:YES)、LXの予測動きベクトルの候補を算出してLXの予測動きベクトル候補リストmvpListLXを構築する(図19のステップS103)。通常予測動きベクトルモード導出部301の中の空間予測動きベクトル候補導出部321、時間予測動きベクトル候補導出部322、履歴予測動きベクトル候補導出部323、予測動きベクトル候補補充部325で複数の予測動きベクトルの候補を導出して予測動きベクトル候補リストmvpListLXを構築する。図19のステップS103の詳細な処理手順については図20のフローチャートを用いて後述する。 If the LX motion vector mvLX is used (step S102 in FIG. 19: YES), the LX motion vector predictor candidates are calculated and the LX motion vector predictor candidate list mvpListLX is constructed (step S103 in FIG. 19). A spatial motion vector predictor candidate deriving unit 321, a temporal motion vector predictor candidate deriving unit 322, a historical motion vector predictor candidate deriving unit 323, and a motion vector predictor candidate supplementing unit 325 in the normal motion vector predictor mode deriving unit 301 generate multiple predicted motions. A motion vector predictor candidate list mvpListLX is constructed by deriving vector candidates. A detailed processing procedure of step S103 in FIG. 19 will be described later using the flowchart in FIG.

続いて、予測動きベクトル候補選択部327により、LXの予測動きベクトル候補リストmvpListLXからLXの予測動きベクトルmvpLXを選択する(図19のステップS104)。ここで、予測動きベクトル候補リストmvpListLXの中で、ある1つの要素(0から数えてi番目の要素)をmvpListLX[i]として表す。動きベクトルmvLXと予測動きベクトル候補リストmvpListLXの中に格納された各予測動きベクトルの候補mvpListLX[i]との差分であるそれぞれの差分動きベクトルを算出する。それら差分動きベクトルを符号化したときの符号量を予測動きベクトル候補リストmvpListLXの要素(予測動きベクトル候補)ごとに算出する。そして、予測動きベクトル候補リストmvpListLXに登録された各要素の中で、予測動きベクトルの候補毎の符号量が最小となる予測動きベクトルの候補mvpListLX[i]を予測動きベクトルmvpLXとして選択し、そのインデックスiを取得する。予測動きベクトル候補リストmvpListLXの中で最小の発生符号量となる予測動きベクトルの候補が複数存在する場合には、予測動きベクトル候補リストmvpListLXの中のインデックスiが小さい番号で表される予測動きベクトルの候補mvpListLX[i]を最適な予測動きベクトルmvpLXとして選択し、そのインデックスiを取得する。 Subsequently, the motion vector predictor candidate selection unit 327 selects the LX motion vector predictor mvpLX from the LX motion vector predictor candidate list mvpListLX (step S104 in FIG. 19). Here, one element (i-th element counting from 0) in the motion vector predictor candidate list mvpListLX is represented as mvpListLX[i]. A motion vector difference between the motion vector mvLX and each motion vector predictor candidate mvpListLX[i] stored in the motion vector predictor candidate list mvpListLX is calculated. A code amount when the differential motion vectors are coded is calculated for each element (motion vector predictor candidate) of the motion vector predictor candidate list mvpListLX. Then, among the elements registered in the motion vector predictor candidate list mvpListLX, the motion vector predictor candidate mvpListLX[i] having the minimum code amount for each motion vector predictor candidate is selected as the motion vector predictor mvpLX. Get index i. If there are multiple motion vector predictor candidates with the smallest amount of generated code in the motion vector predictor candidate list mvpListLX, the motion vector predictor candidate list mvpListLX with a small index i is indicated by a small number. is selected as the optimal motion vector predictor mvpLX, and its index i is obtained.

続いて、動きベクトル減算部328で、LXの動きベクトルmvLXから選択されたLXの予測動きベクトルmvpLXを減算し、
mvdLX = mvLX - mvpLX
としてLXの差分動きベクトルmvdLXを算出する(図19のステップS105)。
Subsequently, the motion vector subtraction unit 328 subtracts the selected predicted motion vector mvpLX of LX from the motion vector mvLX of LX,
mvdLX = mvLX - mvpLX
, the differential motion vector mvdLX of LX is calculated (step S105 in FIG. 19).

<通常予測動きベクトルモード導出部(通常AMVP):復号側の説明>
次に、図25を参照して復号側の通常予測動きベクトルモード処理手順を説明する。復号側では、空間予測動きベクトル候補導出部421、時間予測動きベクトル候補導出部422、履歴予測動きベクトル候補導出部423、予測動きベクトル候補補充部425で、通常予測動きベクトルモードのインター予測で用いる動きベクトルをL0,L1毎にそれぞれ算出する(図25のステップS201~S206)。具体的には処理対象ブロックの予測モードPredModeがインター予測(MODE_INTER)で、処理対象ブロックのインター予測モードがL0予測(Pred_L0)の場合、L0の予測動きベクトル候補リストmvpListL0を算出して、予測動きベクトルmvpL0を選択し、L0の動きベクトルmvL0を算出する。処理対象ブロックのインター予測モードがL1予測(Pred_L1)の場合、L1の予測動きベクトル候補リストmvpListL1を算出して、予測動きベクトルmvpL1を選択し、L1の動きベクトルmvL1を算出する。処理対象ブロックのインター予測モードが双予測(Pred_BI)の場合、L0予測とL1予測が共に行われ、L0の予測動きベクトル候補リストmvpListL0を算出して、L0の予測動きベクトルmvpL0を選択し、L0の動きベクトルmvL0を算出するとともに、L1の予測動きベクトル候補リストmvpListL1を算出して、L1の予測動きベクトルmvpL1を算出し、L1の動きベクトルmvL1をそれぞれ算出する。
<Normal predicted motion vector mode derivation unit (normal AMVP): description on the decoding side>
Next, the decoding-side normal predicted motion vector mode processing procedure will be described with reference to FIG. On the decoding side, the spatial motion vector predictor candidate deriving unit 421, the temporal motion vector predictor candidate deriving unit 422, the historical motion vector predictor candidate deriving unit 423, and the motion vector predictor candidate supplementing unit 425 use inter prediction in normal motion vector predictor mode. A motion vector is calculated for each of L0 and L1 (steps S201 to S206 in FIG. 25). Specifically, when the prediction mode PredMode of the block to be processed is inter prediction (MODE_INTER) and the inter prediction mode of the block to be processed is L0 prediction (Pred_L0), the L0 motion vector predictor candidate list mvpListL0 is calculated and the predicted motion Select the vector mvpL0 and calculate the motion vector mvL0 of L0. When the inter prediction mode of the block to be processed is L1 prediction (Pred_L1), the L1 motion vector predictor candidate list mvpListL1 is calculated, the motion vector predictor mvpL1 is selected, and the L1 motion vector mvL1 is calculated. When the inter prediction mode of the block to be processed is bi-prediction (Pred_BI), both L0 prediction and L1 prediction are performed, L0 motion vector predictor candidate list mvpListL0 is calculated, L0 motion vector predictor mvpL0 is selected, and L0 L1's motion vector mvL0 is calculated, L1's motion vector predictor candidate list mvpListL1 is calculated, L1's predicted motion vector mvpL1 is calculated, and L1's motion vector mvL1 is calculated.

符号化側と同様に、復号側でもL0、L1それぞれについて、動きベクトル算出処理を行うが、L0、L1ともに共通の処理となる。したがって、以下の説明においてはL0、L1を共通のLXとして表す。LXは処理対象の符号化ブロックのインター予測に用いるインター予測モードを表す。L0の動きベクトルを算出する処理ではXが0であり、L1の動きベクトルを算出する処理ではXが1である。また、LXの動きベクトルを算出する処理中に、算出対象のLXと同じ参照リストではなく、もう一方の参照リストの情報を参照する場合、もう一方の参照リストをLYとして表す。 Similar to the encoding side, the decoding side also performs motion vector calculation processing for each of L0 and L1, but the processing is common to both L0 and L1. Therefore, L0 and L1 are represented as common LX in the following description. LX represents an inter-prediction mode used for inter-prediction of a coding block to be processed. X is 0 in the process of calculating the motion vector of L0, and X is 1 in the process of calculating the motion vector of L1. Also, when referring to the information of another reference list instead of the same reference list as that of LX to be calculated during the process of calculating the motion vector of LX, the other reference list is represented as LY.

LXの動きベクトルmvLXを使用する場合(図25のステップS202:YES)、LXの予測動きベクトルの候補を算出してLXの予測動きベクトル候補リストmvpListLXを構築する(図25のステップS203)。通常予測動きベクトルモード導出部401の中の空間予測動きベクトル候補導出部421、時間予測動きベクトル候補導出部422、履歴予測動きベクトル候補導出部423、予測動きベクトル候補補充部425で複数の予測動きベクトルの候補を算出し、予測動きベクトル候補リストmvpListLXを構築する。図25のステップS203の詳細な処理手順については図20のフローチャートを用いて後述する。 If the LX motion vector mvLX is to be used (step S202 in FIG. 25: YES), LX motion vector predictor candidates are calculated to construct the LX motion vector predictor candidate list mvpListLX (step S203 in FIG. 25). A spatial motion vector predictor candidate deriving unit 421, a temporal motion vector predictor candidate deriving unit 422, a historical motion vector predictor candidate deriving unit 423, and a motion vector predictor candidate supplementing unit 425 in the normal motion vector predictor mode deriving unit 401 generate a plurality of predicted motions. Vector candidates are calculated and a motion vector predictor candidate list mvpListLX is constructed. A detailed processing procedure of step S203 in FIG. 25 will be described later using the flowchart in FIG.

続いて、予測動きベクトル候補選択部426で予測動きベクトル候補リストmvpListLXからビット列復号部201にて復号されて供給される予測動きベクトルのインデックスmvpIdxLXに対応する予測動きベクトルの候補mvpListLX[mvpIdxLX]を選択された予測動きベクトルmvpLXとして取り出す(図25のステップS204)。 Subsequently, the motion vector predictor candidate selection unit 426 selects a motion vector predictor candidate mvpListLX[mvpIdxLX] corresponding to the motion vector predictor index mvpIdxLX decoded and supplied by the bit string decoding unit 201 from the motion vector predictor candidate list mvpListLX. fetched as the predicted motion vector mvpLX (step S204 in FIG. 25).

続いて、動きベクトル加算部427でビット列復号部201にて復号されて供給されるLXの差分動きベクトルmvdLXとLXの予測動きベクトルmvpLXを加算し、
mvLX = mvpLX + mvdLX
としてLXの動きベクトルmvLXを算出する(図25のステップS205)。
Subsequently, the motion vector addition unit 427 adds the differential motion vector mvdLX of LX and the predicted motion vector mvpLX of LX, which are decoded and supplied by the bit string decoding unit 201, and
mvLX = mvpLX + mvdLX
, the motion vector mvLX of LX is calculated (step S205 in FIG. 25).

<通常予測動きベクトルモード導出部(通常AMVP):動きベクトルの予測方法>
図20は本発明の実施の形態に係る画像符号化装置の通常予測動きベクトルモード導出部301及び画像復号装置の通常予測動きベクトルモード導出部401とで共通する機能を有する通常予測動きベクトルモード導出処理の処理手順を表すフローチャートである。
<Normal Predictive Motion Vector Mode Derivation Unit (Normal AMVP): Motion Vector Prediction Method>
FIG. 20 shows normal predicted motion vector mode derivation having functions common to the normal predicted motion vector mode derivation unit 301 of the image coding device and the normal predicted motion vector mode derivation unit 401 of the image decoding device according to the embodiment of the present invention. 4 is a flowchart showing a processing procedure of processing;

通常予測動きベクトルモード導出部301及び通常予測動きベクトルモード導出部401では、予測動きベクトル候補リストmvpListLXを備えている。予測動きベクトル候補リストmvpListLXはリスト構造を成し、予測動きベクトル候補リスト内部の所在を示す予測動きベクトルインデックスと、インデックスに対応する予測動きベクトル候補とを要素として格納する記憶領域が設けられている。予測動きベクトルインデックスの数字は0から開始され、予測動きベクトル候補リストmvpListLXの記憶領域に、予測動きベクトル候補が格納される。本実施の形態においては、予測動きベクトル候補リストmvpListLXは少なくとも2個の予測動きベクトル候補(インター予測情報)を登録することができるものとする。さらに、予測動きベクトル候補リストmvpListLXに登録されている予測動きベクトル候補数を示す変数numCurrMvpCandに0を設定する。 The normal motion vector predictor mode deriving unit 301 and the normal motion vector predictor mode deriving unit 401 have a motion vector predictor candidate list mvpListLX. The motion vector predictor candidate list mvpListLX has a list structure, and is provided with a storage area for storing, as elements, motion vector predictor indexes indicating locations in the motion vector predictor candidate list and motion vector predictor candidates corresponding to the indexes. . The number of the motion vector predictor index starts from 0, and the motion vector predictor candidates are stored in the storage area of the motion vector predictor candidate list mvpListLX. In this embodiment, the motion vector predictor candidate list mvpListLX can register at least two motion vector predictor candidates (inter prediction information). Furthermore, 0 is set to a variable numCurrMvpCand indicating the number of motion vector predictor candidates registered in the motion vector predictor candidate list mvpListLX.

空間予測動きベクトル候補導出部321及び421は、左側に隣接するブロックからの予測動きベクトルの候補を導出する。この処理では、左側に隣接するブロック(図11のA0またはA1)のインター予測情報、すなわち予測動きベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグ、及び動きベクトル、参照インデックス等を参照して予測動きベクトルmvLXA導出し、導出したmvLXAを予測動きベクトル候補リストmvpListLXに追加する(図20のステップS301)。なお、L0予測のときXは0、L1予測のときXは1とする(以下同様)。続いて、空間予測動きベクトル候補導出部321及び421は、上側に隣接するブロックからの予測動きベクトルの候補を導出する。この処理では、上側に隣接するブロック(図11のB0,B1,またはB2)のインター予測情報、すなわち予測動きベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグ、及び動きベクトル、参照インデックス等を参照して予測動きベクトルmvLXBを導出し、それぞれ導出したmvLXAとmvLXBとが等しくなければ、mvLXBを予測動きベクトル候補リストmvpListLXに追加する(図20のステップS302)。図20のステップS301とS302の処理は参照する隣接ブロックの位置と数が異なる点以外は共通であり、符号化ブロックの予測動きベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagLXN、及び動きベクトルmvLXN、参照インデックスrefIdxN(NはAまたはBを示す、以下同様)を導出する。 Spatial motion vector predictor candidate deriving units 321 and 421 derive a motion vector predictor candidate from the left adjacent block. In this process, the inter prediction information of the left adjacent block (A0 or A1 in FIG. 11), that is, the flag indicating whether or not the motion vector predictor candidate can be used, the motion vector, the reference index, etc., are referred to. A vector mvLXA is derived, and the derived mvLXA is added to the motion vector predictor candidate list mvpListLX (step S301 in FIG. 20). Note that X is 0 for L0 prediction, and X is 1 for L1 prediction (same below). Subsequently, the spatial motion vector predictor candidate deriving units 321 and 421 derive motion vector predictor candidates from the upper adjacent block. In this process, the inter prediction information of the upper adjacent block (B0, B1, or B2 in FIG. 11), that is, the flag indicating whether or not the motion vector predictor candidate can be used, the motion vector, the reference index, etc. are referred to. If mvLXA and mvLXB thus derived are not equal, mvLXB is added to the motion vector predictor candidate list mvpListLX (step S302 in FIG. 20). The processes of steps S301 and S302 in FIG. 20 are common except that the positions and numbers of adjacent blocks to be referred to are different, and flag availableFlagLXN indicating whether or not the motion vector predictor candidate of the coding block is available, and motion vector mvLXN. , reference indices refIdxN (N indicates A or B, and so on).

続いて、時間予測動きベクトル候補導出部322及び422は、現在の処理対象ピクチャとは時間が異なるピクチャにおけるブロックからの予測動きベクトルの候補を導出する。この処理では、異なる時間のピクチャの符号化ブロックの予測動きベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagLXCol、及び動きベクトルmvLXCol、参照インデックスrefIdxCol、参照リストlistColを導出し、mvLXColを予測動きベクトル候補リストmvpListLXに追加する(図20のステップS303)。 Subsequently, the temporal motion vector predictor candidate deriving units 322 and 422 derive candidate motion vector predictors from blocks in a picture whose time is different from that of the current picture to be processed. In this process, a flag availableFlagLXCol, which indicates whether or not motion vector predictor candidates for coding blocks in pictures at different times are available, motion vector mvLXCol, reference index refIdxCol, and reference list listCol are derived. Add to list mvpListLX (step S303 in FIG. 20).

なお、シーケンス(SPS)、ピクチャ(PPS)、またはスライスの単位で時間予測動きベクトル候補導出部322及び422の処理を省略することができるものとする。 Note that the processing of the temporal motion vector predictor candidate deriving units 322 and 422 can be omitted in units of sequences (SPS), pictures (PPS), or slices.

続いて、履歴予測動きベクトル候補導出部323及び423は履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに登録されている履歴予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストmvpListLXに追加する。(図20のステップS304)。このステップS304の登録処理手順の詳細については図29のフローチャートを用いて後述する。 Subsequently, the historical motion vector predictor candidate deriving units 323 and 423 add the historical motion vector predictor candidates registered in the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList to the motion vector predictor candidate list mvpListLX. (Step S304 in FIG. 20). Details of the registration processing procedure in step S304 will be described later using the flowchart of FIG.

続いて予測動きベクトル候補補充部325及び425は予測動きベクトル候補リストmvpListLXを満たすまで、(0,0)等の、所定の値の予測動きベクトル候補を追加する(図20のS305)。 Subsequently, the motion vector predictor candidate supplementing units 325 and 425 add motion vector predictor candidates of predetermined values such as (0, 0) until the motion vector predictor candidate list mvpListLX is filled (S305 in FIG. 20).

<通常マージモード導出部(通常マージ)>
図18の通常マージモード導出部302は、空間マージ候補導出部341、時間マージ候補導出部342、平均マージ候補導出部344、履歴マージ候補導出部345、マージ候補補充部346、マージ候補選択部347を含む。
<Normal merge mode derivation unit (normal merge)>
The normal merge mode derivation unit 302 in FIG. including.

図24の通常マージモード導出部402は、空間マージ候補導出部441、時間マージ候補導出部442、平均マージ候補導出部444、履歴マージ候補導出部445、マージ候補補充部446、マージ候補選択部447を含む。 The normal merge mode derivation unit 402 in FIG. 24 includes a spatial merge candidate derivation unit 441, a temporal merge candidate derivation unit 442, an average merge candidate derivation unit 444, a history merge candidate derivation unit 445, a merge candidate supplement unit 446, and a merge candidate selection unit 447. including.

図21は本発明の実施の形態に係る画像符号化装置の通常マージモード導出部302及び画像復号装置の通常マージモード導出部402とで共通する機能を有する通常マージモード導出処理の手順を説明するフローチャートである。 FIG. 21 illustrates the procedure of normal merge mode derivation processing having functions common to the normal merge mode derivation unit 302 of the image coding device and the normal merge mode derivation unit 402 of the image decoding device according to the embodiment of the present invention. It is a flow chart.

以下、諸過程を順を追って説明する。なお、以下の説明においては特に断りのない限りスライスタイプslice_typeがBスライスの場合について説明するが、Pスライスの場合にも適用できる。ただし、スライスタイプslice_typeがPスライスの場合、インター予測モードとしてL0予測(Pred_L0)だけがあり、L1予測(Pred_L1)、双予測(Pred_BI)がないので、L1に纏わる処理を省略することができる。 The various processes will be described below in order. In the following description, unless otherwise specified, the slice type slice_type is B slice, but it can also be applied to P slice. However, when the slice type slice_type is a P slice, there is only L0 prediction (Pred_L0) as an inter prediction mode, and there is no L1 prediction (Pred_L1) or bi-prediction (Pred_BI), so processing related to L1 can be omitted.

通常マージモード導出部302及び通常マージモード導出部402では、マージ候補リストmergeCandListを備えている。マージ候補リストmergeCandListはリスト構造を成し、マージ候補リスト内部の所在を示すマージインデックスと、インデックスに対応するマージ候補を要素として格納する記憶領域が設けられている。マージインデックスの数字は0から開始され、マージ候補リストmergeCandListの記憶領域に、マージ候補が格納される。以降の処理では、マージ候補リストmergeCandListに登録されたマージインデックスiのマージ候補は、mergeCandList[i]で表すこととする。本実施の形態においては、マージ候補リストmergeCandListは少なくとも6個のマージ候補(インター予測情報)を登録することができるものとする。さらに、マージ候補リストmergeCandListに登録されているマージ候補数を示す変数numCurrMergeCandに0を設定する。 The normal merge mode derivation unit 302 and the normal merge mode derivation unit 402 have a merge candidate list mergeCandList. The merge candidate list mergeCandList has a list structure, and is provided with a merge index indicating the location in the merge candidate list and a storage area for storing the merge candidate corresponding to the index as an element. The number of the merge index starts from 0, and the merge candidates are stored in the storage area of the merge candidate list mergeCandList. In the subsequent processing, merge candidates with merge index i registered in the merge candidate list mergeCandList are represented by mergeCandList[i]. In this embodiment, the merge candidate list mergeCandList can register at least six merge candidates (inter prediction information). Furthermore, 0 is set to the variable numCurrMergeCand indicating the number of merge candidates registered in the merge candidate list mergeCandList.

空間マージ候補導出部341及び空間マージ候補導出部441では、画像符号化装置の符号化情報格納メモリ111または画像復号装置の符号化情報格納メモリ205に格納されている符号化情報から、処理対象ブロックに隣接するそれぞれのブロック(図11のB1、A1、B0、A0、B2)からの空間マージ候補をB1、A1、B0、A0、B2の順に導出して、導出された空間マージ候補をマージ候補リストmergeCandListに登録する(図21のステップS401)。ここで、B1、A1、B0、A0、B2または時間マージ候補Colのいずれかを示すNを定義する。ブロックNのインター予測情報が空間マージ候補として利用できるか否かを示すフラグavailableFlagN、空間マージ候補NのL0の参照インデックスrefIdxL0N及びL1の参照インデックスrefIdxL1N、L0予測が行われるか否かを示すL0予測フラグpredFlagL0NおよびL1予測が行われるか否かを示すL1予測フラグpredFlagL1N、L0の動きベクトルmvL0N、L1の動きベクトルmvL1Nを導出する。ただし、本実施の形態においては処理対象となる符号化ブロックに含まれるブロックのインター予測情報を参照せずに、マージ候補を導出するので、処理対象の符号化ブロックに含まれるブロックのインター予測情報を用いる空間マージ候補は導出しない。 The spatial merging candidate deriving unit 341 and the spatial merging candidate deriving unit 441 extract the block to be processed from the encoding information stored in the encoding information storage memory 111 of the image encoding device or the encoding information storage memory 205 of the image decoding device. (B1, A1, B0, A0, B2 in FIG. 11) are derived in the order of B1, A1, B0, A0, B2, and the derived spatial merge candidates are referred to as merge candidates It is registered in the list mergeCandList (step S401 in FIG. 21). Here we define N to denote either B1, A1, B0, A0, B2 or a temporal merge candidate Col. Flag availableFlagN indicating whether or not inter prediction information of block N can be used as a spatial merge candidate, L0 reference index refIdxL0N and L1 reference index refIdxL1N of spatial merge candidate N, L0 prediction indicating whether or not L0 prediction is performed A flag predFlagL0N and an L1 prediction flag predFlagL1N indicating whether L1 prediction is performed, a motion vector mvL0N of L0, and a motion vector mvL1N of L1 are derived. However, in the present embodiment, merging candidates are derived without referring to the inter prediction information of the blocks included in the encoding block to be processed, so the inter prediction information of the blocks included in the encoding block to be processed We do not derive spatial merge candidates using

続いて、時間マージ候補導出部342及び時間マージ候補導出部442では、異なる時間のピクチャからの時間マージ候補を導出して、導出された時間マージ候補をマージ候補リストmergeCandListに登録する(図21のステップS402)。時間マージ候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagCol、時間マージ候補のL0予測が行われるか否かを示すL0予測フラグpredFlagL0ColおよびL1予測が行われるか否かを示すL1予測フラグpredFlagL1Col、及びL0の動きベクトルmvL0Col、L1の動きベクトルmvL1Colを導出する。 Subsequently, the temporal merge candidate derivation unit 342 and the temporal merge candidate derivation unit 442 derive temporal merge candidates from pictures at different times, and register the derived temporal merge candidates in the merge candidate list mergeCandList (see FIG. 21). step S402). A flag availableFlagCol indicating whether the temporal merge candidate is available, an L0 prediction flag predFlagL0Col indicating whether L0 prediction of the temporal merge candidate is performed, and an L1 prediction flag predFlagL1Col indicating whether L1 prediction is performed, and L0 motion vector mvL0Col of L1 and motion vector mvL1Col of L1 are derived.

なお、シーケンス(SPS)、ピクチャ(PPS)、またはスライスの単位で時間マージ候補導出部342及び時間マージ候補導出部442の処理を省略することができるものとする。 It is assumed that the processing of the temporal merge candidate derivation unit 342 and the temporal merge candidate derivation unit 442 can be omitted for each sequence (SPS), picture (PPS), or slice.

続いて、履歴マージ候補導出部345及び履歴マージ候補導出部445では、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに登録されている履歴予測動きベクトル候補をマージ候補リストmergeCandListに登録する(図21のステップS403)。 Subsequently, the history merge candidate derivation unit 345 and the history merge candidate derivation unit 445 register the history motion vector predictor candidates registered in the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList in the merge candidate list mergeCandList (step S403 in FIG. 21). .

なお、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが、最大マージ候補数MaxNumMergeCandより小さい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが最大マージ候補数MaxNumMergeCandを上限として履歴マージ候補は導出されて、マージ候補リストmergeCandListに登録される。 Note that if the number of merge candidates numCurrMergeCand registered in the merge candidate list mergeCandList is smaller than the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand, the number of merge candidates numCurrMergeCand registered in the merge candidate list mergeCandList does not exceed the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand. History merge candidates are derived and registered in the merge candidate list mergeCandList.

続いて、平均マージ候補導出部344及び平均マージ候補導出部444では、マージ候補リストmergeCandListから平均マージ候補を導出して、導出された平均マージ候補をマージ候補リストmergeCandListに追加する(図21のステップS404)。 Subsequently, the average merge candidate derivation unit 344 and the average merge candidate derivation unit 444 derive average merge candidates from the merge candidate list mergeCandList and add the derived average merge candidates to the merge candidate list mergeCandList (step in FIG. 21). S404).

なお、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが、最大マージ候補数MaxNumMergeCandより小さい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが最大マージ候補数MaxNumMergeCandを上限として平均マージ候補は導出されて、マージ候補リストmergeCandListに登録される。 Note that if the number of merge candidates numCurrMergeCand registered in the merge candidate list mergeCandList is smaller than the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand, the number of merge candidates numCurrMergeCand registered in the merge candidate list mergeCandList does not exceed the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand. Average merge candidates are derived and registered in the merge candidate list mergeCandList.

ここで、平均マージ候補は、マージ候補リストmergeCandListに登録されている第1のマージ候補と第2のマージ候補の有する動きベクトルをL0予測及びL1予測毎に平均して得られる動きベクトルを有する新たなマージ候補である。 Here, the average merge candidate is a new motion vector obtained by averaging the motion vectors of the first merge candidate and the second merge candidate registered in the merge candidate list mergeCandList for each of L0 prediction and L1 prediction. is a good merge candidate.

続いて、マージ候補補充部346及びマージ候補補充部446では、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが、最大マージ候補数MaxNumMergeCandより小さい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが最大マージ候補数MaxNumMergeCandを上限として追加マージ候補を導出して、マージ候補リストmergeCandListに登録する(図21のステップS405)。最大マージ候補数MaxNumMergeCandを上限として、Pスライスでは、動きベクトルが(0,0)の値を持つ予測モードがL0予測(Pred_L0)のマージ候補を追加する。Bスライスでは、動きベクトルが(0,0)の値を持つ予測モードが双予測(Pred_BI)のマージ候補を追加する。マージ候補を追加する際の参照インデックスは、すでに追加した参照インデックスと異なる。 Subsequently, in the merge candidate supplementing unit 346 and the merge candidate supplementing unit 446, when the number of merge candidates numCurrMergeCand registered in the merge candidate list mergeCandList is smaller than the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand, the merge candidates are not registered in the merge candidate list mergeCandList. With the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand as the upper limit, additional merge candidates are derived and registered in the merge candidate list mergeCandList (step S405 in FIG. 21). With the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand as the upper limit, in the P slice, merge candidates whose prediction mode is L0 prediction (Pred_L0) and whose motion vector has a value of (0, 0) are added. In the B slice, a merging candidate whose prediction mode is bi-prediction (Pred_BI) whose motion vector has a value of (0, 0) is added. The reference index when adding a merge candidate is different from the reference index already added.

続いて、マージ候補選択部347及びマージ候補選択部447では、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補からマージ候補を選択する。符号化側のマージ候補選択部347では、符号量とひずみ量を算出することによりマージ候補を選択し、選択されたマージ候補を示すマージインデックス、マージ候補のインター予測情報を、インター予測モード判定部305を介して動き補償予測部306に供給する。一方、復号側のマージ候補選択部447では、復号されたマージインデックスに基づいて、マージ候補を選択し、選択されたマージ候補を動き補償予測部406に供給する。 Subsequently, the merge candidate selection unit 347 and the merge candidate selection unit 447 select merge candidates from the merge candidates registered in the merge candidate list mergeCandList. A merge candidate selection unit 347 on the encoding side selects a merge candidate by calculating a code amount and a distortion amount, and sends a merge index indicating the selected merge candidate and inter prediction information of the merge candidate to an inter prediction mode determination unit. 305 to the motion compensation prediction unit 306 . On the other hand, the decoding-side merge candidate selection unit 447 selects a merge candidate based on the decoded merge index, and supplies the selected merge candidate to the motion compensation prediction unit 406 .

<履歴予測動きベクトル候補リストの更新>
次に、符号化側の符号化情報格納メモリ111及び復号側の符号化情報格納メモリ205に備える履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの初期化方法および更新方法について詳細に説明する。図26は履歴予測動きベクトル候補リスト初期化・更新処理手順を説明するフローチャートである。
<Update history motion vector predictor candidate list>
Next, a method for initializing and updating the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList provided in the encoding information storage memory 111 on the encoding side and the encoding information storage memory 205 on the decoding side will be described in detail. FIG. 26 is a flowchart for explaining a history motion vector predictor candidate list initialization/update processing procedure.

本実施の形態では、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの更新は、符号化情報格納メモリ111及び符号化情報格納メモリ205で実施されるものとする。インター予測部102及びインター予測部203の中に履歴予測動きベクトル候補リスト更新部を設置して履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの更新を実施させてもよい。 In this embodiment, it is assumed that the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList is updated by the encoding information storage memory 111 and the encoding information storage memory 205 . A historical motion vector predictor candidate list update unit may be installed in the inter prediction unit 102 and the inter prediction unit 203 to update the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList.

スライスの先頭で履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの初期設定を行い、符号化側では予測方法決定部105で通常予測動きベクトルモードまたは通常マージモードが選択された場合に履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListを更新し、復号側では、ビット列復号部201で復号された予測情報が通常予測動きベクトルモードまたは通常マージモードの場合に履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListを更新する。 The historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList is initialized at the beginning of the slice, and the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList is initialized on the encoding side when the prediction method determination unit 105 selects the normal motion vector predictor mode or the normal merge mode. On the decoding side, the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList is updated when the prediction information decoded by the bitstream decoding unit 201 is in the normal motion vector predictor mode or the normal merge mode.

通常予測動きベクトルモードまたは通常マージモードでインター予測を行う際に用いるインター予測情報を、インター予測情報候補hMvpCandとして履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに登録する。インター予測情報候補hMvpCandには、L0の参照インデックスrefIdxL0およびL1の参照インデックスrefIdxL1、L0予測が行われるか否かを示すL0予測フラグpredFlagL0およびL1予測が行われるか否かを示すL1予測フラグpredFlagL1、L0の動きベクトルmvL0、L1の動きベクトルmvL1が含まれる。 Inter prediction information used when performing inter prediction in the normal motion vector predictor mode or normal merge mode is registered in the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList as an inter prediction information candidate hMvpCand. Inter prediction information candidate hMvpCand includes L0 reference index refIdxL0 and L1 reference index refIdxL1, L0 prediction flag predFlagL0 indicating whether L0 prediction is performed, L1 prediction flag predFlagL1 indicating whether L1 prediction is performed, A motion vector mvL0 of L0 and a motion vector mvL1 of L1 are included.

符号化側の符号化情報格納メモリ111及び復号側の符号化情報格納メモリ205に備える履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに登録されている要素(すなわち、インター予測情報)の中に、インター予測情報候補hMvpCandと同じ値のインター予測情報が存在する場合は、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListからその要素を削除する。一方、インター予測情報候補hMvpCandと同じ値のインター予測情報が存在しない場合は、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの先頭の要素を削除し、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの最後に、インター予測情報候補hMvpCandを追加する。 Inter prediction information candidate If inter prediction information with the same value as hMvpCand exists, that element is deleted from the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList. On the other hand, if there is no inter prediction information with the same value as the inter prediction information candidate hMvpCand, the leading element of the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList is deleted, and the inter prediction information candidate Add hMvpCand.

本発明の符号化側の符号化情報格納メモリ111及び復号側の符号化情報格納メモリ205に備える履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの要素の数は6とする。 The number of elements of the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList provided in the encoding information storage memory 111 on the encoding side and the encoding information storage memory 205 on the decoding side of the present invention is six.

まず、スライス単位での履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの初期化を行う(図26のステップS2101)。スライスの先頭で履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListのすべての要素を空にし、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに登録されている履歴予測動きベクトル候補の数(現在の候補数)NumHmvpCandの値は0に設定する。 First, the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList is initialized for each slice (step S2101 in FIG. 26). At the beginning of the slice, all elements of the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList are emptied, and the number of historical motion vector predictor candidates registered in the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList (current number of candidates) NumHmvpCand value becomes 0 set.

なお、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの初期化をスライス単位(スライスの最初の符号化ブロック)で実施するとしたが、ピクチャ単位、タイル単位やツリーブロック行単位で実施しても良い。 Although the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList is initialized in units of slices (first coded blocks in slices), it may be initialized in units of pictures, tiles, or treeblock rows.

続いて、スライス内の符号化ブロック毎に以下の履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの更新処理を繰り返し行なう(図26のステップS2102~S2107)。 Subsequently, the following updating process of the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList is repeatedly performed for each encoded block in the slice (steps S2102 to S2107 in FIG. 26).

まず、符号化ブロック単位での初期設定を行う。同一候補が存在するか否かを示すフラグidenticalCandExistにFALSE(偽)の値を設定し、削除対象の候補を示す削除対象インデックスremoveIdxに0を設定する(図26のステップS2103)。 First, initialization is performed for each encoding block. A flag identicalCandExist indicating whether or not the same candidate exists is set to FALSE (false), and a deletion target index removeIdx indicating a candidate to be deleted is set to 0 (step S2103 in FIG. 26).

登録対象のインター予測情報候補hMvpCandが存在するか否かを判定する(図26のステップS2104)。符号化側の予測方法決定部105で通常予測動きベクトルモードまたは通常マージモードと判定された場合、または復号側のビット列復号部201で通常予測動きベクトルモードまたは通常マージモードとして復号された場合、そのインター予測情報を登録対象のインター予測情報候補hMvpCandとする。符号化側の予測方法決定部105でイントラ予測モード、サブブロック予測動きベクトルモードまたはサブブロックマージモードと判定された場合、または復号側のビット列復号部201でイントラ予測モード、サブブロック予測動きベクトルモードまたはサブブロックマージモードとして復号された場合、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの更新処理を行わず、登録対象のインター予測情報候補hMvpCandは存在しない。登録対象のインター予測情報候補hMvpCandが存在しない場合はステップS2105~S2106をスキップする(図26のステップS2104:NO)。登録対象のインター予測情報候補hMvpCandが存在する場合はステップS2105以下の処理を行う(図26のステップS2104:YES)。 It is determined whether or not there is an inter-prediction information candidate hMvpCand to be registered (step S2104 in FIG. 26). When the prediction method determination unit 105 on the encoding side determines the normal motion vector prediction mode or the normal merge mode, or when the bit stream decoding unit 201 on the decoding side decodes as the normal motion vector prediction mode or the normal merge mode, Let the inter prediction information be an inter prediction information candidate hMvpCand to be registered. When the prediction method determination unit 105 on the encoding side determines the intra prediction mode, the sub-block motion vector prediction mode, or the sub-block merge mode, or when the bitstream decoding unit 201 on the decoding side selects the intra prediction mode or the sub-block prediction motion vector mode. Alternatively, when decoding is performed in the sub-block merge mode, the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList is not updated, and there is no inter prediction information candidate hMvpCand to be registered. If there is no inter prediction information candidate hMvpCand to be registered, steps S2105 and S2106 are skipped (step S2104 in FIG. 26: NO). If there is an inter-prediction information candidate hMvpCand to be registered, the process from step S2105 is performed (step S2104 in FIG. 26: YES).

続いて、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの各要素の中に登録対象のインター予測情報候補hMvpCandと同じ値の要素(インター予測情報)、すなわち同一の要素が存在するか否かを判定する(図26のステップS2105)。図27はこの同一要素確認処理手順のフローチャートである。履歴予測動きベクトル候補の数NumHmvpCandの値が0の場合(図27のステップS2121:NO)、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListは空で、同一候補は存在しないので図27のステップS2122~S2125をスキップし、本同一要素確認処理手順を終了する。履歴予測動きベクトル候補の数NumHmvpCandの値が0より大きい場合(図27のステップS2121のYES)、履歴予測動きベクトルインデックスhMvpIdxが0からNumHmvpCand-1まで、ステップS2123の処理を繰り返す(図27のステップS2122~S2125)。まず、履歴予測動きベクトル候補リストの0から数えてhMvpIdx番目の要素HmvpCandList[hMvpIdx]がインター予測情報候補hMvpCandと同一か否かを比較する(図27のステップS2123)。同一の場合(図27のステップS2123:YES)、同一候補が存在するか否かを示すフラグidenticalCandExistにTRUE(真)の値を設定し、削除対象の要素の位置を示す削除対象インデックスremoveIdxに現在の履歴予測動きベクトルインデックスhMvpIdxの値を設定し、本同一要素確認処理を終了する。同一でない場合(図27のステップS2123:NO)、hMvpIdxを1インクリメントし、履歴予測動きベクトルインデックスhMvpIdxがNumHmvpCand-1以下であれば、ステップS2123以降の処理を行う。 Subsequently, it is determined whether an element (inter prediction information) having the same value as the inter prediction information candidate hMvpCand to be registered, that is, the same element exists in each element of the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList (Fig. 26 step S2105). FIG. 27 is a flow chart of this identical element confirmation processing procedure. If the value of the number of historical motion vector predictor candidates NumHmvpCand is 0 (step S2121 in FIG. 27: NO), the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList is empty and the same candidate does not exist, so steps S2122 to S2125 in FIG. 27 are skipped. Then, the identical element confirmation processing procedure ends. If the value of the number of historical motion vector predictor candidates NumHmvpCand is greater than 0 (YES in step S2121 of FIG. 27), the process of step S2123 is repeated until the historical motion vector predictor index hMvpIdx is from 0 to NumHmvpCand-1 (step S2123 of FIG. 27). S2122-S2125). First, it is compared whether or not the hMvpIdx-th element HmvpCandList[hMvpIdx] counting from 0 in the historical motion vector predictor candidate list is the same as the inter prediction information candidate hMvpCand (step S2123 in FIG. 27). If they are the same (step S2123 in FIG. 27: YES), the flag identicalCandExist indicating whether or not the same candidate exists is set to TRUE, and the deletion target index removeIdx indicating the position of the element to be deleted is set to the current , set the value of the historical motion vector prediction index hMvpIdx, and terminate this identical element confirmation processing. If they are not the same (step S2123 in FIG. 27: NO), hMvpIdx is incremented by 1, and if the historical motion vector prediction index hMvpIdx is less than or equal to NumHmvpCand-1, the processing from step S2123 is performed.

再び図26のフローチャートに戻り、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの要素のシフト及び追加処理を行う(図26のステップS2106)。図28は図26のステップS2106の履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの要素シフト/追加処理手順のフローチャートである。まず、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに格納されている要素を除いてから新たな要素を追加するか、要素を除かずに新たな要素追加するかを判定する。具体的には同一候補が存在するか否かを示すフラグidenticalCandExistにTRUE(真)またはNumHmvpCandが6か否かを比較する(図28のステップS2141)。同一候補が存在するか否かを示すフラグidenticalCandExistにTRUE(真)または現在の候補数NumHmvpCandが6のいずれかの条件を満たす場合(図28のステップS2141:YES)、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに格納されている要素を除いてから新たな要素を追加する。インデックスiの初期値をremoveIdx + 1の値に設定する。この初期値からNumHmvpCandまで、ステップS2143の要素シフト処理を繰り返す。(図28のステップS2142~S2144)。HmvpCandList[ i - 1 ]にHmvpCandList[ i ]の要素をコピーすることで要素を前方にシフトし(図28のステップS2143)、iを1インクリメントする(図28のステップS2142~S2144)。続いて、履歴予測動きベクトル候補リストの最後に相当する0から数えて(NumHmvpCand-1)番目 HmvpCandList[NumHmvpCand-1]にインター予測情報候補hMvpCandを追加し(図28のステップS2145)、本履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの要素シフト・追加処理を終了する。一方、同一候補が存在するか否かを示すフラグidenticalCandExistにTRUE(真)およびNumHmvpCandが6のいずれの条件も満たさない場合(図28のステップS2141:NO)、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに格納されている要素を除かずに、履歴予測動きベクトル候補リストの最後にインター予測情報候補hMvpCandを追加する(図28のステップS2146)。ここで、履歴予測動きベクトル候補リストの最後とは、0から数えてNumHmvpCand番目のHmvpCandList[NumHmvpCand]である。また、NumHmvpCandを1インクリメントして、本履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの要素シフトおよび追加処理を終了する。 Returning to the flowchart of FIG. 26 again, shift and addition processing of the elements of the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList is performed (step S2106 of FIG. 26). FIG. 28 is a flowchart of the element shift/addition processing procedure of the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList in step S2106 of FIG. First, it is determined whether to add a new element after removing the elements stored in the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList or to add a new element without removing the element. Specifically, it compares whether the flag identicalCandExist indicating whether or not the same candidate exists is TRUE (true) or NumHmvpCand is 6 (step S2141 in FIG. 28). If the flag identicalCandExist indicating whether or not the same candidate exists is TRUE (true) or the number of current candidates NumHmvpCand satisfies either condition of 6 (step S2141 in FIG. 28: YES), the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList Add new elements after removing the elements stored in . Set the initial value of index i to the value of removeIdx + 1. The element shift processing in step S2143 is repeated from this initial value to NumHmvpCand. (Steps S2142 to S2144 in FIG. 28). By copying the element of HmvpCandList[i] to HmvpCandList[i-1], the element is shifted forward (step S2143 in FIG. 28), and i is incremented by 1 (steps S2142 to S2144 in FIG. 28). Subsequently, the inter prediction information candidate hMvpCand is added to the (NumHmvpCand-1)-th HmvpCandList[NumHmvpCand-1] counting from 0 corresponding to the end of the historical motion vector predictor candidate list (step S2145 in FIG. 28), and this historical prediction is performed. End the element shift/addition processing of the motion vector candidate list HmvpCandList. On the other hand, if the flag identicalCandExist indicating whether or not the same candidate exists is TRUE (true) and NumHmvpCand does not satisfy the conditions of 6 (step S2141 in FIG. 28: NO), it is stored in the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList. The inter-prediction information candidate hMvpCand is added to the end of the historical motion vector predictor candidate list without removing the elements that are indicated (step S2146 in FIG. 28). Here, the end of the historical motion vector predictor candidate list is the NumHmvpCand-th HmvpCandList[NumHmvpCand] counted from 0. Also, NumHmvpCand is incremented by 1, and the element shift and addition processing of this history motion vector predictor candidate list HmvpCandList ends.

図31は履歴予測動きベクトル候補リストの更新処理の一例を説明する図である。6つの要素(インター予測情報)を登録済みの履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに新たな要素を追加する場合、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの前方の要素から順に新たなインター予測情報と比較して(図31A)、新たな要素が履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの先頭から3番目の要素HMVP2と同じ値であれば、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListから要素HMVP2を削除して後方の要素HMVP3~HMVP5を前方に1つずつシフト(コピー)し、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの最後に新たな要素を追加して(図31B)、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの更新を完了する(図31C)。 FIG. 31 is a diagram illustrating an example of update processing of the historical motion vector predictor candidate list. When adding a new element to the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList in which six elements (inter prediction information) have been registered, the elements in the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList are sequentially compared with the new inter prediction information. (FIG. 31A), if the new element has the same value as the third element HMVP2 from the top of the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList, the element HMVP2 is deleted from the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList, and the subsequent elements HMVP3 to Shift (copy) HMVP5 forward one by one, add a new element to the end of the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList (Fig. 31B), and complete the update of the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList (Fig. 31C). ).

<履歴予測動きベクトル候補導出処理>
次に、符号化側の通常予測動きベクトルモード導出部301の履歴予測動きベクトル候補導出部323、復号側の通常予測動きベクトルモード導出部401の履歴予測動きベクトル候補導出部423で共通の処理である図20のステップS304の処理手順である履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListからの履歴予測動きベクトル候補の導出方法について詳細に説明する。図29は履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を説明するフローチャートである。
<Historical Motion Vector Predictor Candidate Derivation Processing>
Next, the historical motion vector predictor candidate deriving unit 323 of the normal predictive motion vector mode deriving unit 301 on the encoding side and the historical motion vector predictor candidate deriving unit 423 of the normal predictive motion vector mode deriving unit 401 on the decoding side perform common processing. A method for deriving historical motion vector predictor candidates from the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList, which is the processing procedure of step S304 in FIG. 20, will be described in detail. FIG. 29 is a flowchart for explaining the historical motion vector predictor candidate derivation processing procedure.

現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数(ここでは2とする)以上または履歴予測動きベクトル候補の数がNumHmvpCandの値が0の場合(図29のステップS2201のNO)、図29のステップS2202からS2209の処理を省略し、履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を終了する。現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数である2より小さい場合、かつ履歴予測動きベクトル候補の数NumHmvpCandの値が0より大きい場合(図29のステップS2201のYES)、図29のステップS2202からS2209の処理を行う。 If the number of current motion vector predictor candidates numCurrMvpCand is greater than or equal to the maximum number of elements (2 in this case) in the motion vector predictor candidate list mvpListLX, or if the number of historical motion vector predictor candidates is 0 (step S2201 in FIG. 29) NO), the processing of steps S2202 to S2209 in FIG. 29 is omitted, and the history motion vector predictor candidate derivation processing procedure ends. If the number of current motion vector predictor candidates numCurrMvpCand is less than 2, which is the maximum number of elements in the motion vector predictor candidate list mvpListLX, and if the value of the number of historical motion vector predictor candidates NumHmvpCand is greater than 0 (step S2201 in FIG. 29) YES), the processing of steps S2202 to S2209 in FIG. 29 is performed.

続いて、インデックスiが1から、4と履歴予測動きベクトル候補の数numCheckedHMVPCandのいずれか小さい値まで、図29のステップS2203からS2208の処理を繰り返す(図29のステップS2202~S2209)。現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数である2以上の場合(図29のステップS2203:NO)、図29のステップS2204からS2209の処理を省略し、本履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を終了する。現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数である2より小さい場合(図29のステップS2203:YES)、図29のステップS2204以降の処理を行う。 Subsequently, the processing from steps S2203 to S2208 in FIG. 29 is repeated until the index i is from 1 to 4 or the number of historical motion vector predictor candidates numCheckedHMVPCand, whichever is smaller (steps S2202 to S2209 in FIG. 29). If the number of current motion vector predictor candidates numCurrMvpCand is equal to or greater than 2, which is the maximum number of elements in the motion vector predictor candidate list mvpListLX (step S2203 in FIG. 29: NO), the processing from steps S2204 to S2209 in FIG. The historical motion vector predictor candidate derivation processing procedure is ended. If the current number of motion vector predictor candidates numCurrMvpCand is less than 2, which is the maximum number of elements in the motion vector predictor candidate list mvpListLX (step S2203 in FIG. 29: YES), the processing from step S2204 in FIG. 29 onward is performed.

続いて、ステップS2205からS2207までの処理をYが0と1(L0とL1)についてそれぞれ行う(図29のステップS2204~S2208)。現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数である2以上の場合(図29のステップS2205:NO)、図29のステップS2206からS2209の処理を省略し、本履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を終了する。現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数である2より小さい場合(図29のステップS2205:YES)、図29のステップS2206以降の処理を行う。 Subsequently, steps S2205 to S2207 are performed for Y=0 and 1 (L0 and L1) respectively (steps S2204 to S2208 in FIG. 29). If the number of current motion vector predictor candidates numCurrMvpCand is equal to or greater than 2, which is the maximum number of elements in the motion vector predictor candidate list mvpListLX (step S2205 in FIG. 29: NO), the processing from steps S2206 to S2209 in FIG. The historical motion vector predictor candidate derivation processing procedure is ended. If the number of current motion vector predictor candidates numCurrMvpCand is less than 2, which is the maximum number of elements in the motion vector predictor candidate list mvpListLX (step S2205 in FIG. 29: YES), the processing from step S2206 onward in FIG. 29 is performed.

続いて、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの中に、符号化/復号対象動きベクトルの参照インデックスrefIdxLXと同じ参照インデックスの要素であり、予測動きベクトルリストmvpListLXのどの要素とも異なる要素の場合(図29のステップS2206:YES)、予測動きベクトル候補リストの0から数えてnumCurrMvpCand番目の要素mvpListLX[numCurrMvpCand]に履歴予測動きベクトル候補HmvpCandList[NumHmvpCand - i]のLYの動きベクトルを追加し(図29のステップS2207)、現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandを1インクリメントする。履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの中に、符号化/復号対象動きベクトルの参照インデックスrefIdxLXと同じ参照インデックスの要素であり、予測動きベクトルリストmvpListLXのどの要素とも異なる要素がない場合(図29のステップS2206:NO)、ステップS2207の追加処理をスキップする。 Subsequently, if the historical motion vector predictor candidate list HmvpCandList has an element with the same reference index as the reference index refIdxLX of the motion vector to be encoded/decoded and is different from any element in the motion vector predictor list mvpListLX (Fig. 29 step S2206: YES), the LY motion vector of the historical motion vector predictor candidate HmvpCandList[NumHmvpCand-i] is added to the numCurrMvpCand-th element mvpListLX[numCurrMvpCand] counting from 0 of the motion vector predictor candidate list (step of FIG. 29 S2207), the current number of motion vector predictor candidates numCurrMvpCand is incremented by one. If there is no element in the history motion vector predictor candidate list HmvpCandList that has an element with the same reference index as the reference index refIdxLX of the motion vector to be encoded/decoded and is different from any element in the motion vector predictor list mvpListLX (step S2206: NO), skip the addition process of step S2207.

以上の図29のステップS2205からS2207の処理をL0とL1で双方ともに行う(図29のステップS2204~S2208)。インデックスiを1インクリメントし、インデックスiが4と履歴予測動きベクトル候補の数NumHmvpCandのいずれか小さい値以下の場合、再びステップS2203以降の処理を行う(図29のステップS2202~S2209)。 The processes from steps S2205 to S2207 in FIG. 29 are performed for both L0 and L1 (steps S2204 to S2208 in FIG. 29). The index i is incremented by 1, and if the index i is equal to or smaller than 4 or the number of historical motion vector predictor candidates NumHmvpCand, whichever is smaller, the processing from step S2203 onward is performed again (steps S2202 to S2209 in FIG. 29).

<履歴マージ候補導出処理>
次に、符号化側の通常マージモード導出部302の履歴マージ候補導出部345、復号側の通常マージモード導出部402の履歴マージ候補導出部445で共通の処理である図21のステップS404の処理手順である履歴マージ候補リストHmvpCandListからの履歴マージ候補の導出方法について詳細に説明する。図30は履歴マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。
<History Merge Candidate Derivation Processing>
Next, the process of step S404 in FIG. 21, which is common to the history merge candidate derivation unit 345 of the normal merge mode derivation unit 302 on the encoding side and the history merge candidate derivation unit 445 of the normal merge mode derivation unit 402 on the decoding side. A method for deriving history merge candidates from the history merge candidate list HmvpCandList, which is a procedure, will be described in detail. FIG. 30 is a flowchart for explaining the history merging candidate derivation processing procedure.

まず、初期化処理を行う(図30のステップS2301)。isPruned[i]の0から(numCurrMergeCand -1)番目のそれぞれの要素にFALSEの値を設定し、変数numOrigMergeCandに現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandを設定する。 First, initialization processing is performed (step S2301 in FIG. 30). Sets each element from 0 to (numCurrMergeCand -1) of isPruned[i] to the value FALSE, and sets the variable numOrigMergeCand to the number of elements registered in the current merge candidate list, numCurrMergeCand.

続いて、インデックスhMvpIdxの初期値を1に設定し、この初期値からNumHmvpCandまで、図30のステップS2303からステップS2310までの追加処理を繰り返す(図30のステップS2302~S2311)。現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandが(最大マージ候補数MaxNumMergeCand-1)以下でなければ、マージ候補リストのすべての要素にマージ候補が追加されたので、本履歴マージ候補導出処理を終了する(図30のステップS2303のNO)。現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandが(最大マージ候補数MaxNumMergeCand-1)以下の場合、ステップS2304以降の処理を行う。sameMotionにFALSE(偽)の値を設定する(図30のステップS2304)。続いて、インデックスiの初期値を0に設定し、この初期値からnumOrigMergeCand-1まで図30のステップS2306、S2307の処理を行う(図30のS2305~S2308)。履歴動きベクトル予測候補リストの0から数えて(NumHmvpCand - hMvpIdx)番目の要素HmvpCandList[NumHmvpCand- hMvpIdx]がマージ候補リストの0から数えてi番目の要素mergeCandList[i]と同じ値か否かを比較する(図30のステップS2306)。 Subsequently, the initial value of the index hMvpIdx is set to 1, and the additional processing from steps S2303 to S2310 in FIG. 30 is repeated from this initial value to NumHmvpCand (steps S2302 to S2311 in FIG. 30). If the number of elements registered in the current merge candidate list, numCurrMergeCand, is not less than (the maximum number of merge candidates, MaxNumMergeCand-1), merge candidates have been added to all the elements in the merge candidate list, so this history merge candidate derivation The process ends (NO in step S2303 of FIG. 30). If the number of elements registered in the current merge candidate list, numCurrMergeCand, is less than (the maximum number of merge candidates, MaxNumMergeCand-1), the process from step S2304 is performed. SameMotion is set to FALSE (step S2304 in FIG. 30). Subsequently, the initial value of index i is set to 0, and steps S2306 and S2307 in FIG. 30 are performed from this initial value to numOrigMergeCand-1 (S2305 to S2308 in FIG. 30). Compare whether the (NumHmvpCand - hMvpIdx)th element HmvpCandList[NumHmvpCand-hMvpIdx] of the history motion vector prediction candidate list counting from 0 is the same value as the ith element mergeCandList[i] counting from 0 of the merge candidate list (step S2306 in FIG. 30).

マージ候補の同じ値とはマージ候補が持つすべての構成要素(インター予測モード、参照インデックス、動きベクトル)の値が同じ場合にマージ候補が同じ値とする。マージ候補が同じ値、かつisPruned[i]がFALSEの場合(図30のステップS2306のYES)、sameMotionおよびisPruned[i]共にTRUE(真)を設定する(図30のステップS2307)。同じ値でない場合(図30のステップS2306のNO)、ステップS2307の処理をスキップする。図30のステップS2305からステップS2308までの繰り返し処理が完了したらsameMotionがFALSE(偽)か否かを比較し(図30のステップS2309)、sameMotionが FALSE(偽)の場合(図30のステップS2309のYES)、すなわち履歴予測動きベクトル候補リストの0から数えて(NumHmvpCand - hMvpIdx)番目の要素HmvpCandList[NumHmvpCand - hMvpIdx]はmergeCandListに存在しないので、マージ候補リストのnumCurrMergeCand番目のmergeCandList[numCurrMergeCand]に履歴予測動きベクトル候補リストの0から数えて(NumHmvpCand - hMvpIdx)番目の要素HmvpCandList[NumHmvpCand - hMvpIdx]を追加し、numCurrMergeCandを1インクリメントする(図30のステップS2310)。インデックスhMvpIdxを1インクリメントし(図30のステップS2302)、図30のステップS2302~S2311の繰り返し処理を行う。 A merge candidate with the same value is defined as a merge candidate with the same value when all components (inter prediction mode, reference index, motion vector) of the merge candidate have the same value. If the merge candidates have the same value and isPruned[i] is FALSE (YES in step S2306 in FIG. 30), both sameMotion and isPruned[i] are set to TRUE (step S2307 in FIG. 30). If the values are not the same (NO in step S2306 of FIG. 30), the process of step S2307 is skipped. When the repeated processing from step S2305 to step S2308 in FIG. 30 is completed, it is compared whether sameMotion is FALSE (step S2309 in FIG. 30), and if sameMotion is FALSE (step S2309 in FIG. 30) YES), that is, since the (NumHmvpCand - hMvpIdx)-th element HmvpCandList[NumHmvpCand-hMvpIdx] of the history motion vector predictor candidate list does not exist in the mergeCandList, the history prediction The (NumHmvpCand-hMvpIdx)th element HmvpCandList[NumHmvpCand-hMvpIdx] counting from 0 of the motion vector candidate list is added, and numCurrMergeCand is incremented by 1 (step S2310 in FIG. 30). The index hMvpIdx is incremented by 1 (step S2302 in FIG. 30), and steps S2302 to S2311 in FIG. 30 are repeated.

履歴予測動きベクトル候補リストのすべての要素の確認が完了するか、マージ候補リストのすべての要素にマージ候補が追加されたら、本履歴マージ候補の導出処理を完了する。 When all elements of the history motion vector predictor candidate list have been confirmed or merge candidates have been added to all elements of the merge candidate list, this history merge candidate derivation process is completed.

<平均マージ候補導出処理>
次に、符号化側の通常マージモード導出部302の平均マージ候補導出部344、復号側の通常マージモード導出部402の平均マージ候補導出部444で共通の処理である図21のステップS403の処理手順である平均マージ候補の導出方法について詳細に説明する。図38は平均マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。
<Average merge candidate derivation process>
Next, the processing of step S403 in FIG. 21, which is the processing common to the average merge candidate derivation unit 344 of the normal merge mode derivation unit 302 on the encoding side and the average merge candidate derivation unit 444 of the normal merge mode derivation unit 402 on the decoding side. The procedure for deriving average merge candidates will be described in detail. FIG. 38 is a flowchart for explaining the average merging candidate derivation processing procedure.

まず、初期化処理を行う(図38のステップS1301)。変数numOrigMergeCandに現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandを設定する。 First, initialization processing is performed (step S1301 in FIG. 38). Set the number of elements registered in the current merge candidate list, numCurrMergeCand, to the variable numOrigMergeCand.

続いて、マージ候補リストの先頭から順に走査し、2つの動き情報を決定する。1つ目の動き情報を示すインデックスi=0、2つ目の動き情報を示すインデックスj=1とする。(図38のステップS1302~S1303)。現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandが(最大マージ候補数MaxNumMergeCand-1)以下でなければ、マージ候補リストのすべての要素にマージ候補が追加されたので、本履歴マージ候補導出処理を終了する(図38のステップS1304)。現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandが(最大マージ候補数MaxNumMergeCand-1)以下の場合は、ステップS1305以降の処理を行う。 Subsequently, the merge candidate list is sequentially scanned from the top to determine two pieces of motion information. Let index i=0 indicating the first motion information and index j=1 indicating the second motion information. (Steps S1302 and S1303 in FIG. 38). If the number of elements registered in the current merge candidate list, numCurrMergeCand, is not less than (the maximum number of merge candidates, MaxNumMergeCand-1), merge candidates have been added to all the elements in the merge candidate list, so this history merge candidate derivation The process ends (step S1304 in FIG. 38). If the number of elements registered in the current merge candidate list, numCurrMergeCand, is less than (the maximum number of merge candidates, MaxNumMergeCand-1), the process from step S1305 is performed.

マージ候補リストのi番目の動き情報mergeCandList[i]とマージ候補リストのj番目の動き情報mergeCandList[j]がともに無効であるか否かを判定し(図38のステップS1305)、ともに無効である場合は、mergeCandList[i]とmergeCandList[j]の平均マージ候補の導出を行わず、次の要素に移る。mergeCandList[i]とmergeCandList[j]がともに無効でない場合は、Xを0と1として以下の処理を繰り返す(図38のステップS1306からS1314)。 It is determined whether the i-th motion information mergeCandList[i] in the merge candidate list and the j-th motion information mergeCandList[j] in the merge candidate list are both invalid (step S1305 in FIG. 38), and both are invalid. If so, do not derive the average merge candidate for mergeCandList[i] and mergeCandList[j] and move on to the next element. If both mergeCandList[i] and mergeCandList[j] are not invalid, the following processing is repeated with X set to 0 and 1 (steps S1306 to S1314 in FIG. 38).

mergeCandList[i]のLX予測が有効であるかを判定する(図38のステップS1307)。mergeCandList[i]のLX予測が有効である場合は、mergeCandList[j]のLX予測が有効であるかを判定する(図38のステップS1308)。mergeCandList[j]のLX予測が有効である場合、すなわち、mergeCandList[i]のLX予測とmergeCandList[j]のLX予測がともに有効である場合は、mergeCandList[i]のLX予測の動きベクトルとmergeCandList[j]のLX予測の動きベクトルを平均したLX予測の動きベクトルとmergeCandList[i]のLX予測の参照インデックスを有するLX予測の平均マージ候補を導出してaverageCandのLX予測に設定し、averageCandのLX予測を有効とする(図38のステップS1309)。図38のステップS1308で、mergeCandList[j]のLX予測が有効でない場合、すなわち、mergeCandList[i]のLX予測が有効、かつmergeCandList[j]のLX予測が無効である場合は、mergeCandList[i]のLX予測の動きベクトルと参照インデックスを有するLX予測の平均マージ候補を導出してaverageCandのLX予測に設定し、averageCandのLX予測を有効とする(図38のステップS1310)。図38のステップS1307で、mergeCandList[i]のLX予測が有効でない場合、mergeCandList[j]のLX予測が有効であるか否かを判定する(図38のステップS1311)。mergeCandList[j]のLX予測が有効である場合、すなわちmergeCandList[i]のLX予測が無効、かつmergeCandList[j] のLX予測が有効である場合は、mergeCandList[j]のLX予測の動きベクトルと参照インデックスを有するLX予測の平均マージ候補を導出してaverageCandのLX予測に設定し、averageCandのLX予測を有効とする(図38のステップS1312)。図38のステップS1311で、mergeCandList[j]のLX予測が有効でない場合、すなわちmergeCandList[i]のLX予測、mergeCandList[j]のLX予測がともに無効である場合は、averageCandのLX予測を無効とする(図38のステップS1312)。 It is determined whether the LX prediction of mergeCandList[i] is valid (step S1307 in FIG. 38). If the LX prediction for mergeCandList[i] is valid, it is determined whether the LX prediction for mergeCandList[j] is valid (step S1308 in FIG. 38). If the LX prediction for mergeCandList[j] is valid, i.e. if both the LX prediction for mergeCandList[i] and the LX prediction for mergeCandList[j] are valid, then the motion vector for the LX prediction for mergeCandList[i] and mergeCandList Derive the average merge candidate for the LX prediction with the motion vector for the LX prediction that averaged the motion vector for the LX prediction in [j] and the reference index for the LX prediction in mergeCandList[i] and set it to the LX prediction for averageCand, LX prediction is validated (step S1309 in FIG. 38). In step S1308 of FIG. 38, if the LX prediction of mergeCandList[j] is not valid, that is, if the LX prediction of mergeCandList[i] is valid and the LX prediction of mergeCandList[j] is invalid, mergeCandList[i] LX prediction average merge candidate having a motion vector of LX prediction and reference index is derived, set to LX prediction of averageCand, and LX prediction of averageCand is validated (step S1310 in FIG. 38). If the LX prediction of mergeCandList[i] is not valid in step S1307 of FIG. 38, it is determined whether or not the LX prediction of mergeCandList[j] is valid (step S1311 of FIG. 38). If the LX prediction of mergeCandList[j] is valid, i.e. the LX prediction of mergeCandList[i] is invalid and the LX prediction of mergeCandList[j] is valid, then the motion vector of the LX prediction of mergeCandList[j] and The average merging candidate for the LX prediction with reference index is derived and set to the LX prediction of averageCand, and the LX prediction of averageCand is validated (step S1312 in FIG. 38). In step S1311 of FIG. 38, if the LX prediction for mergeCandList[j] is invalid, that is, if both the LX prediction for mergeCandList[i] and mergeCandList[j] are invalid, the LX prediction for averageCand is invalidated. (step S1312 in FIG. 38).

以上のように生成されたL0予測、L1予測またはBI予測の平均マージ候補averageCandを、マージ候補リストのnumCurrMergeCand番目のmergeCandList[numCurrMergeCand]に追加し、numCurrMergeCandを1インクリメントする(図38のステップS1315)。以上で、平均マージ候補の導出処理を完了する。 The average merge candidate averageCand of the L0 prediction, L1 prediction or BI prediction generated as described above is added to the numCurrMergeCand-th mergeCandList[numCurrMergeCand] of the merge candidate list, and numCurrMergeCand is incremented by 1 (step S1315 in FIG. 38). This completes the average merging candidate derivation process.

なお、平均マージ候補は動きベクトルの水平成分と動きベクトルの垂直成分それぞれで平均される。 Note that the average merge candidate is averaged for each of the horizontal component of the motion vector and the vertical component of the motion vector.

<動き補償予測処理>
動き補償予測部306は、符号化において現在予測処理の対象となっているブロックの位置およびサイズを取得する。また、動き補償予測部306は、インター予測情報をインター予測モード判定部305から取得する。取得したインター予測情報から参照インデックスおよび動きベクトルを導出し、復号画像メモリ104内の参照インデックスで特定される参照ピクチャを、動きベクトルの分だけ予測ブロックの画像信号と同一位置より移動させた位置の画像信号を取得した後に予測信号を生成する。
<Motion Compensation Prediction Processing>
The motion compensation prediction unit 306 acquires the position and size of the block currently being subjected to prediction processing in encoding. Also, the motion compensation prediction unit 306 acquires inter prediction information from the inter prediction mode determination unit 305 . A reference index and a motion vector are derived from the acquired inter prediction information, and the reference picture specified by the reference index in the decoded image memory 104 is moved from the same position as the image signal of the prediction block by the amount of the motion vector. A predicted signal is generated after the image signal is acquired.

インター予測におけるインター予測モードがL0予測やL1予測のような、単一の参照ピクチャからの予測の場合には、1つの参照ピクチャから取得した予測信号を動き補償予測信号とし、インター予測モードがBI予測のような、予測モードが2つの参照ピクチャからの予測の場合には、2つの参照ピクチャから取得した予測信号を重みづけ平均したものを動き補償予測信号とし、動き補償予測信号を予測方法決定部105に供給する。ここでは双予測の重みづけ平均の比率を1:1とするが、他の比率を用いて重みづけ平均を行っても良い。例えば、予測対象となっているピクチャと参照ピクチャとのピクチャ間隔が近いものほど重みづけの比率が大きくなるようにしてもよい。また、重みづけ比率の算出をピクチャ間隔の組み合わせと重みづけ比率との対応表を用いて行うようにしても良い。 When the inter prediction mode in inter prediction is prediction from a single reference picture such as L0 prediction or L1 prediction, the prediction signal obtained from one reference picture is the motion compensation prediction signal, and the inter prediction mode is BI When the prediction mode is prediction from two reference pictures, such as prediction, the weighted average of the prediction signals obtained from the two reference pictures is used as the motion-compensated prediction signal, and the motion-compensated prediction signal is used to determine the prediction method. 105. Here, the weighted average ratio of bi-prediction is set to 1:1, but weighted average may be performed using other ratios. For example, the closer the picture interval between the picture to be predicted and the reference picture is, the higher the weighting ratio may be. Alternatively, the weighting ratio may be calculated using a correspondence table of combinations of picture intervals and weighting ratios.

動き補償予測部406は、符号化側の動き補償予測部306と同様の機能をもつ。動き補償予測部406は、インター予測情報を、通常予測動きベクトルモード導出部401、通常マージモード導出部402、サブブロック予測動きベクトルモード導出部403、サブブロックマージモード導出部404から、スイッチ408を介して取得する。動き補償予測部406は、得られた動き補償予測信号を、復号画像信号重畳部207に供給する。 The motion compensation prediction unit 406 has the same function as the motion compensation prediction unit 306 on the encoding side. The motion compensation prediction unit 406 passes the inter prediction information from the normal prediction motion vector mode derivation unit 401, the normal merge mode derivation unit 402, the sub-block prediction motion vector mode derivation unit 403, and the sub-block merge mode derivation unit 404 to switch 408. to get through. The motion compensation prediction unit 406 supplies the obtained motion compensation prediction signal to the decoded image signal superimposing unit 207 .

<インター予測モードについて>
単一の参照ピクチャからの予測を行う処理を単予測と定義し、単予測の場合はL0予測またはL1予測という、参照リストL0、L1に登録された2つの参照ピクチャのいずれか一方を利用した予測を行う。
<About inter-prediction mode>
The process of performing prediction from a single reference picture is defined as uniprediction, and in the case of uniprediction, either one of the two reference pictures registered in the reference lists L0 and L1, called L0 prediction or L1 prediction, is used. make predictions.

図32は単予測であってL0の参照ピクチャ(RefL0Pic)が処理対象ピクチャ(CurPic)より前の時刻にある場合を示している。図33は単予測であってL0予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合を示している。同様に、図32および図33のL0予測の参照ピクチャをL1予測の参照ピクチャ(RefL1Pic)に置き換えて単予測を行うこともできる。 FIG. 32 shows a case of uni-prediction in which the L0 reference picture (RefL0Pic) is at a time before the processing target picture (CurPic). FIG. 33 shows a case where the uni-prediction is performed and the reference picture of L0 prediction is at a time after the picture to be processed. Similarly, uni-prediction can be performed by replacing the reference picture for L0 prediction in FIGS. 32 and 33 with the reference picture for L1 prediction (RefL1Pic).

2つの参照ピクチャからの予測を行う処理を双予測と定義し、双予測の場合はL0予測とL1予測の双方を利用してBI予測と表現する。図34は双予測であってL0予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより前の時刻にあって、L1予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合を示している。図35は双予測であってL0予測の参照ピクチャとL1予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより前の時刻にある場合を示している。図36は双予測であってL0予測の参照ピクチャとL1予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合を示している。 A process of performing prediction from two reference pictures is defined as bi-prediction, and bi-prediction is expressed as BI prediction using both L0 prediction and L1 prediction. FIG. 34 shows a bi-prediction case where the reference picture for L0 prediction is before the picture to be processed and the reference picture for L1 prediction is after the picture to be processed. FIG. 35 shows a bi-prediction case where the reference picture for L0 prediction and the reference picture for L1 prediction are located before the picture to be processed. FIG. 36 shows a bi-prediction case where the reference picture for L0 prediction and the reference picture for L1 prediction are located after the picture to be processed.

このように、L0/L1の予測種別と時間の関係は、L0が過去方向、L1が未来方向とは限定されずに用いることが可能である。また双予測の場合に、同一の参照ピクチャを用いてL0予測及びL1予測のそれぞれを行ってもよい。なお、動き補償予測を単予測で行うか双予測で行うかの判断は、例えばL0予測を利用するか否か及びL1予測を利用するか否かを示す情報(例えば、フラグ)に基づき判断される。 In this way, the relationship between the prediction type of L0/L1 and time can be used without being limited to the past direction for L0 and the future direction for L1. In the case of bi-prediction, L0 prediction and L1 prediction may be performed using the same reference picture. It should be noted that the determination of whether motion compensation prediction is performed by uni-prediction or bi-prediction is made based on information (for example, a flag) indicating whether to use L0 prediction and whether to use L1 prediction, for example. be.

<参照インデックスについて>
本発明の実施の形態では、動き補償予測の精度向上のために、動き補償予測において複数の参照ピクチャの中から最適な参照ピクチャを選択することを可能とする。そのため、動き補償予測で利用した参照ピクチャを参照インデックスとして利用するとともに、参照インデックスを差分動きベクトルとともにビットストリーム中に符号化する。
<About reference index>
In the embodiments of the present invention, it is possible to select an optimum reference picture from among a plurality of reference pictures in motion compensation prediction in order to improve the accuracy of motion compensation prediction. Therefore, the reference picture used in motion compensation prediction is used as a reference index, and the reference index is coded in the bitstream together with the differential motion vector.

<通常予測動きベクトルモードに基づく動き補償処理>
動き補償予測部306は、図16の符号化側におけるインター予測部102でも示されるように、インター予測モード判定部305において、通常予測動きベクトルモード導出部301によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部305から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部105に供給される。
<Motion Compensation Processing Based on Normal Predicted Motion Vector Mode>
Motion compensation prediction section 306, as also shown in inter prediction section 102 on the encoding side in FIG. obtains this inter prediction information from the inter prediction mode determination unit 305, derives the inter prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed, and generates a motion compensated prediction signal. The generated motion-compensated prediction signal is supplied to the prediction method determination unit 105 .

同様に、動き補償予測部406は、図22の復号側におけるインター予測部203でも示されるように、復号の過程でスイッチ408が通常予測動きベクトルモード導出部401に接続された場合には、通常予測動きベクトルモード導出部401によるインター予測情報を取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、復号画像信号重畳部207に供給される。 Similarly, motion compensation prediction section 406, as shown in inter prediction section 203 on the decoding side in FIG. Inter prediction information is obtained by the predicted motion vector mode derivation unit 401, and the inter prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed are derived, and a motion compensated prediction signal is generated. The generated motion-compensated prediction signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207 .

<通常マージモードに基づく動き補償処理>
動き補償予測部306は、図16の符号化側におけるインター予測部102でも示されるように、インター予測モード判定部305において、通常マージモード導出部302によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部305から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部105に供給される。
<Motion Compensation Processing Based on Normal Merge Mode>
As shown in the inter prediction unit 102 on the encoding side in FIG. This inter-prediction information is acquired from the inter-prediction mode determination unit 305, the inter-prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed are derived, and a motion compensated prediction signal is generated. The generated motion-compensated prediction signal is supplied to the prediction method determination unit 105 .

同様に、動き補償予測部406は、図22の復号側におけるインター予測部203でも示されるように、復号の過程でスイッチ408が通常マージモード導出部402に接続された場合には、通常マージモード導出部402によるインター予測情報を取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、復号画像信号重畳部207に供給される。 Similarly, as shown in the inter prediction unit 203 on the decoding side in FIG. Inter prediction information is obtained by the derivation unit 402, the inter prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed are derived, and a motion compensated prediction signal is generated. The generated motion-compensated prediction signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207 .

<サブブロック予測動きベクトルモードに基づく動き補償処理>
動き補償予測部306は、図16の符号化側におけるインター予測部102でも示されるように、インター予測モード判定部305において、サブブロック予測動きベクトルモード導出部303によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部305から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部105に供給される。
<Motion compensation processing based on sub-block prediction motion vector mode>
When the inter prediction mode determination unit 305 selects the inter prediction information by the sub-block prediction motion vector mode derivation unit 303, the motion compensation prediction unit 306 selects the inter prediction information by the inter prediction unit 102 on the encoding side in FIG. , this inter prediction information is obtained from the inter prediction mode determination unit 305, the inter prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed are derived, and a motion compensated prediction signal is generated. The generated motion-compensated prediction signal is supplied to the prediction method determination unit 105 .

同様に、動き補償予測部406は、図22の復号側におけるインター予測部203でも示されるように、復号の過程でスイッチ408がサブブロック予測動きベクトルモード導出部403に接続された場合には、サブブロック予測動きベクトルモード導出部403によるインター予測情報を取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、復号画像信号重畳部207に供給される。 Similarly, motion compensation prediction section 406, as shown in inter prediction section 203 on the decoding side in FIG. The sub-block prediction motion vector mode derivation unit 403 acquires inter prediction information, derives the inter prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed, and generates a motion compensation prediction signal. The generated motion-compensated prediction signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207 .

<サブブロックマージモードに基づく動き補償処理>
動き補償予測部306は、図16の符号化側におけるインター予測部102でも示されるように、インター予測モード判定部305において、サブブロックマージモード導出部304によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部305から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部105に供給される。
<Motion Compensation Processing Based on Sub-Block Merge Mode>
As shown in the inter prediction unit 102 on the encoding side in FIG. 16 , the motion compensation prediction unit 306 performs , this inter prediction information is obtained from the inter prediction mode determination unit 305, the inter prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed are derived, and a motion compensated prediction signal is generated. The generated motion-compensated prediction signal is supplied to the prediction method determination unit 105 .

同様に、動き補償予測部406は、図22の復号側におけるインター予測部203でも示されるように、復号の過程でスイッチ408がサブブロックマージモード導出部404に接続された場合には、サブブロックマージモード導出部404によるインター予測情報を取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、復号画像信号重畳部207に供給される。 Similarly, as shown in inter prediction section 203 on the decoding side in FIG. Inter prediction information is obtained by the merge mode derivation unit 404, the inter prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed are derived, and a motion compensated prediction signal is generated. The generated motion-compensated prediction signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207 .

<アフィン変換予測に基づく動き補償処理>
通常予測動きベクトルモード、および通常マージモードでは、以下のフラグに基づいてアフィンモデルによる動き補償が利用できる。以下のフラグは、符号化処理においてインター予測モード判定部305により決定されるインター予測の条件に基づいて以下のフラグに反映され、ビットストリーム中に符号化される。復号処理においては、ビットストリーム中の以下のフラグに基づいてアフィンモデルによる動き補償を行うか否かを特定する。
<Motion Compensation Processing Based on Affine Transform Prediction>
In normal motion vector prediction mode and normal merge mode, motion compensation by affine model can be used based on the following flags. The following flags are reflected in the following flags based on the inter prediction conditions determined by the inter prediction mode determination unit 305 in the encoding process, and encoded in the bitstream. In the decoding process, whether or not to perform motion compensation by the affine model is specified based on the following flags in the bitstream.

sps_affine_enabled_flagは、インター予測において、アフィンモデルによる動き補償が利用できるか否かを表す。sps_affine_enabled_flagが0であれば、シーケンス単位でアフィンモデルによる動き補償ではないように抑制される。また、inter_affine_flag とcu_affine_type_flag は、符号化ビデオシーケンスのCU(符号化ブロック)シンタックスにおいて伝送されない。sps_affine_enabled_flagが1であれば、符号化ビデオシーケンスにおいてアフィンモデルによる動き補償を利用できる。 sps_affine_enabled_flag indicates whether motion compensation by an affine model can be used in inter prediction. If sps_affine_enabled_flag is 0, motion compensation by the affine model is suppressed on a per-sequence basis. Also, inter_affine_flag and cu_affine_type_flag are not transmitted in the CU (coded block) syntax of the coded video sequence. If sps_affine_enabled_flag is 1, affine model motion compensation can be used in the encoded video sequence.

sps_affine_type_flagは、インター予測において、6パラメータアフィンモデルによる動き補償が利用できるか否かを表す。sps_affine_type_flagが0であれば、6パラメータアフィンモデルによる動き補償ではないように抑制される。また、cu_affine_type_flagは、符号化ビデオシーケンスのCUシンタックスにおいて伝送されない。sps_affine_type_flagが1であれば、符号化ビデオシーケンスにおいて6パラメータアフィンモデルによる動き補償を利用できる。sps_affine_type_flagが存在しない場合には、0であるものとする。 sps_affine_type_flag indicates whether motion compensation by a 6-parameter affine model can be used in inter prediction. If sps_affine_type_flag is 0, motion compensation is not performed by the 6-parameter affine model. Also, cu_affine_type_flag is not transmitted in the CU syntax of the encoded video sequence. If sps_affine_type_flag is 1, motion compensation with a 6-parameter affine model can be used in the encoded video sequence. If sps_affine_type_flag is not present, it shall be 0.

PまたはBスライスを復号している場合、現在処理対象となっているCUにおいて、inter_affine_flagが1であれば、現在処理対象となっているCUの動き補償予測信号を生成するために、アフィンモデルによる動き補償が用いられる。inter_affine_flagが0であれば、現在処理対象となっているCUにアフィンモデルは用いられない。inter_affine_flagが存在しない場合には、0であるものとする。 When decoding a P or B slice, if inter_affine_flag is 1 in the CU currently being processed, the affine model is used to generate the motion-compensated prediction signal of the CU currently being processed. Motion compensation is used. If inter_affine_flag is 0, the affine model is not used for the CU currently being processed. If inter_affine_flag is not present, it shall be 0.

PまたはBスライスを復号している場合、現在処理対象となっているCUにおいて、cu_affine_type_flagが1であれば、現在処理対象となっているCUの動き補償予測信号を生成するために、6パラメータアフィンモデルによる動き補償が用いられる。cu_affine_type_flagが0であれば、現在処理対象となっているCUの動き補償予測信号を生成するために、4パラメータアフィンモデルによる動き補償が用いられる。 When decoding a P or B slice, if cu_affine_type_flag is 1 in the CU currently being processed, 6-parameter affine Motion compensation by model is used. If cu_affine_type_flag is 0, then motion compensation with a 4-parameter affine model is used to generate a motion compensated prediction signal for the CU currently being processed.

アフィンモデルによる動き補償では、サブブロック単位で参照インデックスや動きベクトルが導出されることから、サブブロック単位で処理対象となっている参照インデックスや動きベクトルを用いて動き補償予測信号を生成する。 In motion compensation using an affine model, a reference index and a motion vector are derived for each subblock, so a motion compensation prediction signal is generated using the reference index and motion vector to be processed for each subblock.

4パラメータアフィンモデルは2つの制御点のそれぞれの動きベクトルの水平成分及び垂直成分の4つのパラメータからサブブロックの動きベクトルを導出し、サブブロック単位で動き補償を行うモードである。 The 4-parameter affine model is a mode in which a sub-block motion vector is derived from four parameters, ie, horizontal and vertical components of motion vectors of two control points, and motion compensation is performed on a sub-block basis.

<イントラブロックコピー(IBC)>
図39を参照してイントラブロックコピーの有効参照領域を説明する。図39Aは符号化ツリーブロック単位をイントラブロックコピー基準ブロックとして、有効参照領域を決定する場合の例である。図39Aの500、501、502、503、504は符号化ツリーブロックであり、504が処理対象の符号化ツリーブロックである。505は、処理対象符号化ブロックである。符号化ツリーブロックの処理順は、500、501、502、503、504の順とする。この場合、処理対象符号化ブロック505を含む符号化ツリーブロック504の直前に処理された3つの符号化ツリーブロック501、502、503を処理対象符号化ブロック505の有効参照領域とする。符号化ツリーブロック501より前に処理された符号化ツリーブロック、及び処理対象符号化ブロック505より前に処理が完了しているか否かに関わらず、処理対象符号化ブロック505を含む符号化ツリーブロック504に含まれる領域はすべて無効参照領域とする。
<Intra block copy (IBC)>
A valid reference area for intra block copy will be described with reference to FIG. FIG. 39A is an example of determining a valid reference area using a coding tree block unit as an intra block copy reference block. 500, 501, 502, 503, and 504 in FIG. 39A are coding tree blocks, and 504 is the coding tree block to be processed. 505 is an encoding block to be processed. The processing order of the coding tree blocks is 500, 501, 502, 503, 504. In this case, the three coding tree blocks 501, 502, and 503 processed immediately before the coding tree block 504 including the coding block 505 to be processed are set as the effective reference regions of the coding block 505 to be processed. Coding treeblocks processed before coding treeblock 501, and coding treeblocks including target codingblock 505, regardless of whether processing was completed prior to target codingblock 505. All areas included in 504 are invalid reference areas.

図39Bは、符号化ツリーブロックを4分割した単位をイントラブロックコピー基準ブロックとして、有効参照領域を決定する場合の例である。図39Bの515、516は符号化ツリーブロックであり、516が処理対象の符号化ツリーブロックである。符号化ツリーブロック515は506、507、508、509に4分割され、516は510、511、512、513に4分割される。514は処理対象符号化ブロックである。イントラブロックコピー基準ブロックの処理順は、506、507、508、509、510、511、512、513の順とする。この場合、処理対象符号化ブロック514を含むイントラブロックコピー基準ブロック511の直前に処理された3つのイントラブロックコピー基準ブロック508、509、510を処理対象符号化ブロック514の有効参照領域とする。イントラブロックコピー基準ブロック508より前に処理された符号化ツリーブロック、及び処理対象符号化ブロック514より前に処理が完了しているか否かに関わらず、処理対象符号化ブロック514を含むイントラブロックコピー基準ブロック511に含まれる領域はすべて無効参照領域とする。 FIG. 39B is an example of determining a valid reference area by using a unit obtained by dividing a coding tree block into four as an intra block copy reference block. 515 and 516 in FIG. 39B are coding tree blocks, and 516 is a coding tree block to be processed. Coding tree block 515 is quadranted into 506, 507, 508 and 509, and 516 is quadrant into 510, 511, 512 and 513. 514 is an encoding block to be processed. The processing order of intra block copy reference blocks is 506, 507, 508, 509, 510, 511, 512, and 513. FIG. In this case, the three intra block copy reference blocks 508 , 509 , and 510 processed immediately before the intra block copy reference block 511 including the target encoding block 514 are used as valid reference regions for the target encoding block 514 . Coding tree blocks processed before intra block copy reference block 508 and intra block copy including current coding block 514 regardless of whether processing was completed before current coding block 514 All areas included in the reference block 511 are invalid reference areas.

<予測イントラブロックコピー:符号化側の説明>
図44を参照して符号化側の予測イントラブロックコピー処理手順を説明する。
<Predicted Intra Block Copy: Explanation on Encoding Side>
A predictive intra block copy processing procedure on the encoding side will be described with reference to FIG.

まず、ブロックベクトル検出部375でブロックベクトルmvLを検出する(図44のステップS4500)。 続いて、IBC空間ブロックベクトル候補導出部371、IBC履歴予測ブロックベクトル候補導出部372、IBC予測ブロックベクトル候補補充部373、IBC予測ブロックベクトル候補選択部376、ブロックベクトル減算部378で、予測ブロックベクトルモードで用いるブロックベクトルの差分ブロックベクトルを算出する(図44のステップS4501~S4503)。 First, block vector mvL is detected by block vector detection unit 375 (step S4500 in FIG. 44). Subsequently, an IBC spatial block vector candidate derivation unit 371, an IBC history prediction block vector candidate derivation unit 372, an IBC prediction block vector candidate supplementation unit 373, an IBC prediction block vector candidate selection unit 376, and a block vector subtraction unit 378 perform prediction block vector A difference block vector of the block vectors used in the mode is calculated (steps S4501 to S4503 in FIG. 44).

予測ブロックベクトルの候補を算出してブロックベクトル候補リストmvpListを構築する(図44のステップS4501)。イントラブロックコピー予測部352の中のIBC空間ブロックベクトル候補導出部371、IBC履歴ブロックベクトル候補導出部372、IBC予測ブロックベクトル候補補充部373で複数の予測ブロックベクトルの候補を導出して予測ブロックベクトル候補リストmvpListを構築する。図44のステップS4501の詳細な処理手順については図47のフローチャートを用いて後述する。 Prediction block vector candidates are calculated to construct a block vector candidate list mvpList (step S4501 in FIG. 44). An IBC spatial block vector candidate derivation unit 371, an IBC history block vector candidate derivation unit 372, and an IBC prediction block vector candidate supplementation unit 373 in the intra block copy prediction unit 352 derive a plurality of prediction block vector candidates to obtain a prediction block vector. Construct the candidate list mvpList. A detailed processing procedure of step S4501 in FIG. 44 will be described later using the flowchart in FIG.

続いて、IBC予測ブロックベクトル候補選択部376により、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLから予測ブロックベクトルmvpLを選択する(図44のステップS4502)。ブロックベクトルmvLと予測ブロックベクトル候補リストmvpListLの中に格納された各予測ブロックベクトルの候補mvpListL[i]との差分であるそれぞれの差分ブロックベクトルを算出する。それら差分ブロックベクトルを符号化したときの符号量を予測ブロックベクトル候補リストmvpListLの要素ごとに算出する。そして、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLに登録された各要素の中で、予測ブロックベクトルの候補毎の符号量が最小となる予測ブロックベクトルの候補mvpListL[i]を予測ブロックベクトルmvpLとして選択し、そのインデックスiを取得する。予測ブロックベクトル候補リストmvpListLの中で最小の発生符号量となる予測ブロックベクトルの候補が複数存在する場合には、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLの中のインデックスiが小さい番号で表される予測ブロックベクトルの候補mvpListL[i]を最適予測ブロックベクトルmvpLとして選択し、そのインデックスiを取得する。 Subsequently, the IBC predictive block vector candidate selection unit 376 selects the predictive block vector mvpL from the predictive block vector candidate list mvpListL (step S4502 in FIG. 44). Differential block vectors, which are the differences between the block vector mvL and each predictive block vector candidate mvpListL[i] stored in the predictive block vector candidate list mvpListL, are calculated. A code amount when the difference block vectors are encoded is calculated for each element of the predictive block vector candidate list mvpListL. Then, among the elements registered in the predictive block vector candidate list mvpListL, the predictive block vector candidate mvpListL[i] having the smallest code amount for each predictive block vector candidate is selected as the predictive block vector mvpL. Get index i. If there are multiple predictive block vector candidates with the smallest generated code amount in the block vector predictor candidate list mvpListL, the predictive block vector whose index i in the block vector predictor candidate list mvpListL is represented by a small number. is selected as the optimal predictive block vector mvpL, and its index i is obtained.

続いて、ブロックベクトル減算部378で、ブロックベクトルmvLから選択された予測ブロックベクトルmvpLを減算し、
mvdL = mvL - mvpL
として差分ブロックベクトルmvdLを算出する(図44のステップS4503)。
Subsequently, the block vector subtraction unit 378 subtracts the selected predicted block vector mvpL from the block vector mvL,
mvdL = mvL - mvpL
, the differential block vector mvdL is calculated (step S4503 in FIG. 44).

<予測イントラブロックコピー:復号側の説明>
次に、図45を参照して復号側の予測ブロックベクトルモード処理手順を説明する。復号側では、IBC空間予測ブロックベクトル候補導出部471、IBC履歴ブロックベクトル候補導出部472、IBC予測ブロックベクトル補充部473で、予測ブロックベクトルモードで用いるブロックベクトルを算出する(図45のステップS4600~S4602)。具体的には予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを算出して、予測ブロックベクトルmvpLを選択し、ブロックベクトルmvLを算出する。
<Predicted Intra Block Copy: Explanation on Decoding Side>
Next, the predictive block vector mode processing procedure on the decoding side will be described with reference to FIG. On the decoding side, the IBC spatial prediction block vector candidate derivation unit 471, the IBC history block vector candidate derivation unit 472, and the IBC prediction block vector supplementation unit 473 calculate block vectors used in the prediction block vector mode (steps S4600 to S4600 in FIG. 45). S4602). Specifically, a predictive block vector candidate list mvpListL is calculated, a predictive block vector mvpL is selected, and a block vector mvL is calculated.

予測ブロックベクトルの候補を算出して予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを構築する(図45のステップS4601)。イントラブロックコピー予測部362の中のIBC空間ブロックベクトル候補導出部471、IBC履歴ブロックベクトル候補導出部472、IBCブロックベクトル補充部473で複数の予測ブロックベクトルの候補を算出し、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを構築する。図45のステップS4601の詳細な処理手順については説明を省略する。 続いて、IBC予測ブロックベクトル候補選択部476で予測ブロックベクトル候補リストmvpListLからビット列復号部201にて復号されて供給される予測ブロックベクトルのインデックスmvpIdxLに対応する予測ブロックベクトルの候補mvpListL[mvpIdxL]を選択された予測ブロックベクトルmvpLとして取り出す(図45のステップS4601)。 続いて、ブロックベクトル加算部478でビット列復号部201にて復号されて供給される差分ブロックベクトルmvdLと予測ブロックベクトルmvpLを加算し、
mvL = mvpL + mvdL
としてブロックベクトルmvLを算出する(図45のステップS4602)。
Predictive block vector candidates are calculated to construct a predictive block vector candidate list mvpListL (step S4601 in FIG. 45). An IBC spatial block vector candidate deriving unit 471, an IBC history block vector candidate deriving unit 472, and an IBC block vector supplementing unit 473 in the intra block copy prediction unit 362 calculate a plurality of predictive block vector candidates, and create a predictive block vector candidate list. Build mvpListL. Description of the detailed processing procedure of step S4601 in FIG. 45 is omitted. Subsequently, the IBC predictive block vector candidate selection unit 476 selects a predictive block vector candidate mvpListL[mvpIdxL] corresponding to the predictive block vector index mvpIdxL decoded and supplied by the bit string decoding unit 201 from the predictive block vector candidate list mvpListL. It is taken out as the selected predictive block vector mvpL (step S4601 in FIG. 45). Subsequently, the block vector addition unit 478 adds the differential block vector mvdL and the predicted block vector mvpL decoded and supplied by the bit string decoding unit 201,
mvL = mvpL + mvdL
to calculate the block vector mvL (step S4602 in FIG. 45).

<予測ブロックベクトルモード:ブロックベクトルの予測方法>
図47は本発明の実施の形態に係る動画像符号化装置のイントラブロックコピー予測部352及び動画像復号装置のイントラブロックコピー予測部362とで共通する機能を有する予測イントラブロックコピーモード導出処理の処理手順を表すフローチャートである。
<Prediction Block Vector Mode: Block Vector Prediction Method>
FIG. 47 shows prediction intra block copy mode derivation processing having functions common to the intra block copy prediction unit 352 of the video encoding device and the intra block copy prediction unit 362 of the video decoding device according to the embodiment of the present invention. It is a flow chart showing a processing procedure.

イントラブロックコピー予測部352及びイントラブロックコピー予測部362では、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを備えている。予測ブロックベクトル候補リストmvpListLはリスト構造を成し、予測ブロックベクトル候補リスト内部の所在を示す予測ブロックベクトルインデックスと、インデックスに対応する予測ブロックベクトル候補を要素として格納する記憶領域が設けられている。予測ブロックベクトルインデックスの数字は0から開始され、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLの記憶領域に、予測ブロックベクトル候補が格納される。本実施の形態においては、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLは3個の予測ブロックベクトル候補を登録することができるものとする。さらに、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLに登録されている予測ブロックベクトル候補数を示す変数numCurrMvpIbcCandに0を設定する。 The intra block copy prediction unit 352 and the intra block copy prediction unit 362 are provided with a prediction block vector candidate list mvpListL. The block vector predictor candidate list mvpListL has a list structure, and is provided with a block vector predictor index indicating the location inside the block vector predictor candidate list and a storage area for storing the block vector predictor candidate corresponding to the index as an element. The prediction block vector index number starts from 0, and the prediction block vector candidates are stored in the storage area of the prediction block vector candidate list mvpListL. In this embodiment, it is assumed that the predictive block vector candidate list mvpListL can register three predictive block vector candidates. Furthermore, 0 is set to a variable numCurrMvpIbcCand indicating the number of predictive block vector candidates registered in the predictive block vector candidate list mvpListL.

IBC空間ブロックベクトル候補導出部371及び471は、左側に隣接するブロックからの予測ブロックベクトルの候補を導出する(図47のステップS4801)。この処理では、左側に隣接するブロック(A0またはA1)の予測ブロックベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagLA、及びブロックベクトルmvLAを導出し、mvLAを予測ブロックベクトル候補リストmvpListLに追加する。続いて、IBC空間ブロックベクトル候補導出部371及び471は、上側に隣接するブロック(B0,B1またはB2)からの予測ブロックベクトルの候補を導出する(図47のステップS4802)。この処理では、上側に隣接するブロックの予測動きベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagLB、及びブロックベクトルmvLBを導出し、mvLAとmvLBが等しくなければ、mvLBを予測ブロックベクトル候補リストmvpListLに追加する。図47のステップS4801とS4802の処理は参照する隣接ブロックの位置と数が異なる点以外は共通であり、符号化ブロックの予測ブロックベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagLN、及び動きベクトルmvLN(NはAまたはB、以下同様)を導出する。 The IBC spatial block vector candidate deriving units 371 and 471 derive predictive block vector candidates from the left adjacent block (step S4801 in FIG. 47). In this process, a block vector mvLA and a flag availableFlagLA indicating whether or not the predictive block vector candidate of the left adjacent block (A0 or A1) is available are derived, and mvLA is added to the predictive block vector candidate list mvpListL. Subsequently, the IBC spatial block vector candidate deriving units 371 and 471 derive predictive block vector candidates from the upper adjacent block (B0, B1 or B2) (step S4802 in FIG. 47). In this process, a flag availableFlagLB indicating whether or not the motion vector predictor candidate of the block adjacent to the upper side is available, and a block vector mvLB are derived. to add. The processes in steps S4801 and S4802 in FIG. 47 are common except that the position and number of adjacent blocks to be referred to are different, and flag availableFlagLN indicating whether or not the prediction block vector candidate of the coding block is available, and motion vector mvLN. (N is A or B, and so on) is derived.

続いて、IBC履歴ブロックベクトル候補導出部372及び472は履歴ブロックベクトル候補リストHmvpIbcCandListに登録されている履歴ブロックベクトル候補を予測ブロックベクトル候補リストmvpListLに追加する。(図47のステップS4803)。このステップS4803の登録処理手順の詳細については図29のフローチャートで示された動作の説明において、動きベクトルをブロックベクトル、参照インデックスのリストをL0、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListを履歴ブロックベクトル候補リストHmvpIbcCandListとした場合の動作と同様であれば良いため、説明を省略する。 Subsequently, the IBC history block vector candidate derivation units 372 and 472 add the history block vector candidates registered in the history block vector candidate list HmvpIbcCandList to the predictive block vector candidate list mvpListL. (Step S4803 in FIG. 47). Details of the registration processing procedure in step S4803 are described in the description of the operation shown in the flowchart of FIG. Since it is sufficient if the operation is the same as the case of HmvpIbcCandList, the explanation is omitted.

続いてIBC予測ブロックベクトル補充部373及び473は予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを満たすまで(0,0)等、所定の値のブロックベクトルを追加する(図47のS4804)。 Subsequently, the IBC predictive block vector supplementing units 373 and 473 add block vectors of predetermined values such as (0, 0) until the predictive block vector candidate list mvpListL is satisfied (S4804 in FIG. 47).

<マージイントラブロックコピーモード導出部>
図42のイントラブロックコピー予測部352は、IBC空間ブロックベクトル候補導出部371、IBC履歴ブロックベクトル候補導出部372、IBCブロックベクトル補充部373、参照位置補正部380、参照領域境界補正部381、IBCマージ候補選択部374、IBC予測モード判定部377を含む。
<Merging intra-block copy mode derivation unit>
The intra block copy prediction unit 352 in FIG. 42 includes an IBC space block vector candidate derivation unit 371, an IBC history block vector candidate derivation unit 372, an IBC block vector supplementation unit 373, a reference position correction unit 380, a reference area boundary correction unit 381, an IBC A merge candidate selection unit 374 and an IBC prediction mode determination unit 377 are included.

図43のイントラブロックコピー予測部362は、IBC空間ブロックベクトル候補導出部471、IBC履歴ブロックベクトル候補導出部472、IBCブロックベクトル補充部473、IBCマージ候補選択部474、参照位置補正部480、参照領域境界補正部481、ブロックコピー部477を含む。 The intra block copy prediction unit 362 of FIG. A region boundary correction unit 481 and a block copy unit 477 are included.

図46は本発明の実施の形態に係る動画像符号化装置のイントラブロックコピー予測部352及び動画像復号装置のイントラブロックコピー予測部362とで共通する機能を有するマージイントラブロックコピーモード導出処理の手順を説明するフローチャートである。 FIG. 46 shows a merge intra block copy mode derivation process having functions common to the intra block copy prediction unit 352 of the video encoding device and the intra block copy prediction unit 362 of the video decoding device according to the embodiment of the present invention. It is a flow chart explaining a procedure.

イントラブロックコピー予測部352及びイントラブロックコピー予測部362では、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListを備えている。マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListはリスト構造を成し、マージイントラブロックコピー候補内部の所在を示すマージインデックスと、インデックスに対応するマージイントラブロックコピー候補を要素として格納する記憶領域が設けられている。マージインデックスの数字は0から開始され、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListの記憶領域に、マージイントラブロックコピー候補が格納される。以降の処理では、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに登録されたマージインデックスiのマージ候補は、mergeIbcCandList [i]で表すこととする。本実施の形態においては、マージ候補リストmergeCandListは少なくとも3個のマージイントラブロックコピー候補を登録することができるものとする。さらに、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに登録されているマージイントラブロックコピー候補数を示す変数numCurrMergeIbcCandに0を設定する。 The intra block copy prediction unit 352 and the intra block copy prediction unit 362 have a merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList. The merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList has a list structure, and is provided with a merge index indicating the location inside the merge intra block copy candidate and a storage area for storing the merge intra block copy candidate corresponding to the index as an element. The number of the merge index starts from 0, and the merge intra block copy candidates are stored in the storage area of the merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList. In the subsequent processing, merge candidates with merge index i registered in the merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList are represented by mergeIbcCandList[i]. In this embodiment, the merge candidate list mergeCandList can register at least three merge intra block copy candidates. Furthermore, 0 is set to a variable numCurrMergeIbcCand indicating the number of merge intra block copy candidates registered in the merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList.

IBC空間ブロックベクトル候補導出部371及びIBC空間ブロックベクトル候補導出部471では、動画像符号化装置の符号化情報格納メモリ111または動画像復号装置の符号化情報格納メモリ205に格納されている符号化情報から、処理対象ブロックの左側と上側に隣接するブロックからの空間マージ候補A,Bを導出して、導出された空間マージ候補をマージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに登録する(図46のステップS4701)。ここで、空間マージ候補A,Bのいずれかを示すNを定義する。ブロックNのイントラブロックコピー予測情報が空間ブロックベクトルマージ候補Nとして利用できるか否かを示すフラグavailableFlagN、ブロックベクトルmvLを導出する。ただし、本実施の形態においては処理対象となる符号化ブロックを含むブロックに含まれる他の符号化ブロックを参照せずに、ブロックベクトルマージ候補を導出するので、処理対象の符号化ブロックを含むブロックに含まれる空間ブロックベクトルマージ候補は導出しない。 In the IBC spatial block vector candidate derivation unit 371 and the IBC spatial block vector candidate derivation unit 471, the encoding stored in the encoding information storage memory 111 of the video encoding device or the encoding information storage memory 205 of the video decoding device. Spatial merge candidates A and B are derived from the blocks adjacent to the left and upper sides of the block to be processed from the information, and the derived spatial merge candidates are registered in the merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList (step S4701 in FIG. 46). ). Here, N is defined to indicate either spatial merge candidate A or B. A flag availableFlagN and a block vector mvL indicating whether intra block copy prediction information of block N can be used as a spatial block vector merging candidate N are derived. However, in the present embodiment, block vector merging candidates are derived without referring to other encoding blocks included in the block including the encoding block to be processed. does not derive spatial block vector merge candidates contained in .

続いて、IBC履歴ブロックベクトル候補導出部372及びIBC履歴ブロックベクトル候補導出部472では、履歴予測ブロックベクトル候補リストHmvpIbcCandListに登録されている履歴予測ブロックベクトル候補をマージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに追加する(図46のステップS4702)。本実施例においては、mergeIbcCandListに追加済みのブロックベクトルと履歴予測ブロックベクトル候補のブロックベクトルが同一の値を持つ場合には、mergeIbcCandListへの追加を行わないものとする。 Subsequently, the IBC history block vector candidate derivation unit 372 and the IBC history block vector candidate derivation unit 472 add the history prediction block vector candidates registered in the history prediction block vector candidate list HmvpIbcCandList to the merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList. (Step S4702 in FIG. 46). In this embodiment, if the block vector already added to mergeIbcCandList and the block vector of the historical prediction block vector candidate have the same value, addition to mergeIbcCandList is not performed.

続いて、IBC予測ブロックベクトル補充部373及びIBC予測ブロックベクトル補充部473は、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeIbcCandが、最大イントラブロックマージ候補数MaxNumMergeIbcCandより小さい場合、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeIbcCandが最大マージ候補数MaxNumMergeIbcCandを上限として追加イントラブロックマージ候補を導出して、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに登録する(図46のステップS4703)。最大マージ候補数MaxNumMergeIbcCandを上限として、(0,0)の値を持つブロックベクトルをマージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに追加する。 Subsequently, when the number of merge candidates numCurrMergeIbcCand registered in the merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList is smaller than the maximum number of intra block merge candidates MaxNumMergeIbcCand, The number of merge candidates numCurrMergeIbcCand registered in the merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList derives additional intra block merge candidates up to the maximum number of merge candidates MaxNumMergeIbcCand, and registers them in the merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList (see FIG. 46). step S4703). With the maximum number of merge candidates MaxNumMergeIbcCand as the upper limit, block vectors having values of (0, 0) are added to the merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList.

続いて、IBCマージ候補選択部374及びIBCマージ候補選択部474では、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandList内に登録されているイントラブロックマージ候補から1つを選択する(図46のステップS4704)。IBCマージ候補選択部374では、参照位置の復号画像を復号画像メモリ104から取得して符号量とひずみ量を算出することによりマージ候補を選択し、選択されたイントラブロックマージ候補を示すマージインデックスをIBC予測モード判定部377に供給する。IBC予測モード判定部377は、符号量とひずみ量を算出することによりマージモードか否かを選択し、その結果を予測方法決定部105に供給する。一方、復号側のIBCマージ候補選択部474では、復号されたマージインデックスに基づいて、イントラブロックマージ候補を選択し、選択したイントラブロックマージ候補を参照位置補正部480に供給する。 Subsequently, the IBC merge candidate selection unit 374 and the IBC merge candidate selection unit 474 select one intra block merge candidate registered in the merge intra block copy candidate list mergeIbcCandList (step S4704 in FIG. 46). The IBC merge candidate selection unit 374 acquires the decoded image at the reference position from the decoded image memory 104, calculates the code amount and distortion amount, selects a merge candidate, and sets a merge index indicating the selected intra block merge candidate. It is supplied to the IBC prediction mode determination unit 377 . The IBC prediction mode determination unit 377 selects whether or not it is the merge mode by calculating the code amount and the distortion amount, and supplies the result to the prediction method determination unit 105 . On the other hand, the decoding-side IBC merge candidate selection unit 474 selects an intra block merge candidate based on the decoded merge index, and supplies the selected intra block merge candidate to the reference position correction unit 480 .

続いて、参照位置補正部380及び参照位置補正部480では、イントラブロックマージ候補に対し参照位置を補正する処理を行う(図46のステップS4705)。参照位置補正部380及び参照位置補正部480の処理の詳細は後述する。 Subsequently, the reference position correcting unit 380 and the reference position correcting unit 480 perform processing for correcting the reference position for the intra block merge candidate (step S4705 in FIG. 46). Details of the processing of the reference position correction section 380 and the reference position correction section 480 will be described later.

続いて、参照領域境界補正部381及び参照領域境界補正部481では、イントラブロックマージ候補に対し参照領域境界を補正する処理を行う(図46のステップS4706)。参照位置補正部381及び参照位置補正部481の処理の詳細は後述する。 Subsequently, the reference area boundary correction unit 381 and the reference area boundary correction unit 481 perform processing for correcting the reference area boundary for the intra block merge candidate (step S4706 in FIG. 46). Details of the processing of the reference position correction unit 381 and the reference position correction unit 481 will be described later.

ブロックコピー部477は、参照位置の復号画像を復号画像メモリ208から取得し、復号画像信号重畳部207に供給する。ここで、ブロックコピー部477では、輝度成分と色差成分がコピーされる。 The block copy unit 477 acquires the decoded image at the reference position from the decoded image memory 208 and supplies it to the decoded image signal superimposing unit 207 . Here, the block copy unit 477 copies the luminance component and the color difference component.

上記のブロックベクトルmvLは輝度のブロックベクトルを示す。色差のブロックベクトルmvCは、色差フォーマットが420の場合、
mvC = ( ( mvL >> ( 3 + 2 ) ) * 32
となる。上式により、mvCのx,y成分それぞれが処理される。
The above block vector mvL indicates a luminance block vector. When the chrominance format is 420, the chrominance block vector mvC is
mvC = ( ( mvL >> ( 3 + 2 ) ) * 32
becomes. The above formula handles each x,y component of mvC.

<参照位置補正部>
図48は、参照位置補正部380及び参照位置補正部480の処理を説明するフローチャートである。いま、イントラブロックコピー基準ブロックの単位は符号化ツリーブロック(CTU)であり、その大きさは128x128画素でないものとする。
<Reference position corrector>
FIG. 48 is a flowchart for explaining the processing of the reference position correction section 380 and the reference position correction section 480. FIG. Now, assume that the intra block copy reference block unit is a coding tree block (CTU) and its size is not 128×128 pixels.

まず、参照ブロックの左上および右下の位置を算出する(S6001)。参照ブロックとは、処理対象符号化ブロックがブロックベクトルを用いて参照するブロックを示す。参照ブロックの左上を( xRefTL, yRefTL )、右下を( xRefBR, yRefBR )とすると、
( xRefTL, yRefTL ) = ( xCb + ( mvL[ 0 ] >> 4 ), yCb + ( mvL[ 1 ] >> 4 ) )
( xRefBR, yRefBR ) = ( xRefTL + cbWidth - 1, yRefTL + cbHeight - 1 )
となる。ここで、処理対象符号化ブロックの位置を(xCb,yCb)、ブロックベクトルを(mvL[0],mvL[1])とし、処理対象符号化ブロックの幅はcbWidth、高さはcbHeightとする。
First, the upper left and lower right positions of the reference block are calculated (S6001). A reference block refers to a block that is referred to by an encoding block to be processed using a block vector. If the upper left of the reference block is ( xRefTL, yRefTL ) and the lower right is ( xRefBR, yRefBR ),
( xRefTL, yRefTL ) = ( xCb + ( mvL[ 0 ] >> 4 ), yCb + ( mvL[ 1 ] >> 4 ) )
( xRefBR, yRefBR ) = ( xRefTL + cbWidth - 1, yRefTL + cbHeight - 1 )
becomes. Here, the position of the encoding block to be processed is (xCb, yCb), the block vector is (mvL[0], mvL[1]), the width of the encoding block to be processed is cbWidth, and the height is cbHeight.

次に、CTUの大きさが128x128画素か否かを判定する(S6002)。いま、その大きさは128x128画素でないので(S6002:NO)、参照可能領域の左上および右下の位置を算出する(S6003)。参照可能領域の左上を( xAvlTL, yAvlTL )、右下を( xAvlBR, yAvlBR )とすると、
NL = Min( 1, 7 - CtbLog2SizeY ) - ( 1 << ((7 - CtbLog2SizeY) << 1) )
( xAvlTL, yAvlTL ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) + NL) << CtbLog2SizeY,
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1,
(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 )
となる。ここで、CTUのサイズはCtbLog2SizeYとする。
Next, it is determined whether or not the size of the CTU is 128×128 pixels (S6002). Since the size is not 128×128 pixels (S6002: NO), the upper left and lower right positions of the referable area are calculated (S6003). Let the upper left of the referable area be ( xAvlTL, yAvlTL ) and the lower right be ( xAvlBR, yAvlBR ),
NL = Min( 1, 7 - CtbLog2SizeY ) - ( 1 << ((7 - CtbLog2SizeY) << 1) )
( xAvlTL, yAvlTL ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) + NL) << CtbLog2SizeY,
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1,
(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 )
becomes. Here, the CTU size is CtbLog2SizeY.

次に、参照ブロックのx方向の参照位置が、参照可能領域の左上より小さいか否かを判定する(S6004)。判定が偽ならば(S6004:NO)、次の処理(S6006)に進む。一方、判定が真ならば(S6004:YES)、参照可能領域の左上に合わせてx方向の参照位置を補正する(S6005)。 Next, it is determined whether or not the reference position in the x direction of the reference block is smaller than the upper left of the referenceable area (S6004). If the determination is false (S6004: NO), the process proceeds to the next process (S6006). On the other hand, if the determination is true (S6004: YES), the x-direction reference position is corrected so as to match the upper left of the referable area (S6005).

図49は、参照位置を補正する様子を示す図である。6001は処理対象符号化ツリーブロックを、6002は処理対象符号化ブロックを、6003は参照可能領域を示す。いま、参照ブロックr2が6011に位置していたとすると、x方向の参照位置が、参照可能領域の左上より小さい(S6004:YES)。よって、xRefTL=xAvlTLとして6012の位置に参照位置を補正する(S6005)。ここで、S6001にあるようにxRefBR=xRefTL+cbWidth-1であるから、xRefTLを補正したことに伴ってxRefBRも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正しても良い。つまり、
mvL[0] = (xAvlTL - xCb) << 4
と補正する。これにより、xRefTL=xAvlTLとなるので、参照位置を補正できる。
FIG. 49 is a diagram showing how the reference position is corrected. Reference numeral 6001 denotes a coding tree block to be processed, 6002 denotes a coding block to be processed, and 6003 denotes a referable region. Now, assuming that the reference block r2 is located at 6011, the x-direction reference position is smaller than the upper left of the referable area (S6004: YES). Therefore, xRefTL=xAvlTL and the reference position is corrected to the position of 6012 (S6005). Here, since xRefBR=xRefTL+cbWidth-1 as in S6001, xRefBR is also corrected along with the correction of xRefTL. In correcting this reference position, the block vector mvL[0] may be corrected. in short,
mvL[0] = (xAvlTL - xCb) << 4
and correct. As a result, xRefTL=xAvlTL, so the reference position can be corrected.

このように、参照ブロックが参照可能領域の外部に位置していた場合に、その参照位置を補正することによって、参照可能となる。 In this way, when the reference block is located outside the referable area, it becomes referable by correcting the reference position.

いま、イントラブロックコピー予測部352において構築したブロックベクトル候補リストのうち、いくつかのブロックベクトルが参照可能領域の外側であったとする。参照位置を補正しない場合には、それらのブロックベクトルによる参照が不可能なので、それらのブロックベクトルをIBCマージモードの候補とすることが出来ない。一方、本発明において参照位置を補正する場合には、構築したブロックベクトル候補リストの全てのブロックベクトルは、参照可能領域の内側となる。よって、全てのブロックベクトルによる参照が可能であり、全てのブロックベクトルをIBCマージモードの候補とすることが出来る。従って、IBCマージモード選択部374において、全てのブロックベクトルに対応するそれぞれのIBCマージモードの候補から最適な予測モードを選択できるので、符号化効率が向上する。 Assume that some block vectors in the block vector candidate list constructed by the intra block copy prediction unit 352 are outside the referable area. If the reference position is not corrected, reference by those block vectors is impossible, so those block vectors cannot be candidates for the IBC merge mode. On the other hand, when correcting the reference position in the present invention, all block vectors in the constructed block vector candidate list are inside the referable area. Therefore, all block vectors can be referenced, and all block vectors can be candidates for the IBC merge mode. Therefore, the IBC merge mode selection unit 374 can select the optimum prediction mode from the IBC merge mode candidates corresponding to all block vectors, thereby improving the coding efficiency.

いま、イントラブロックコピー予測部362において構築したブロックベクトル候補リストのうち、いくつかのブロックベクトルが参照可能領域の外側であったとする。参照位置を補正しない場合には、それらのブロックベクトルによる参照が不可能なので、それらのブロックベクトルを用いたIBCマージモードは、復号することが出来ない。本発明ではない符号化装置では、それらのブロックベクトルを用いたIBCマージモードを示すマージインデックスは、符号化しないものとして動作する。しかし、動作不良などのため、そのようなマージインデックスが符号化されて、ビットストリームが生成される可能性がある。あるいはパケットロスなどによりビットストリームの一部が欠けるなどして、復号結果がそのようなマージインデックスとなる可能性がある。このような不完全なビットストリームを復号しようとすると、参照可能領域の外側を参照しようとして正しくない位置の復号画像メモリにアクセスする可能性がある。その結果、復号装置によって復号結果が異なったり、復号処理が停止したりする。一方、本発明において参照位置を補正する場合には、構築したブロックベクトル候補リストの全てのブロックベクトルは、参照可能領域の内側となる。従って、このような不完全なビットストリームを復号しても、参照可能領域の内側に参照位置が補正されて参照が可能となる。このように、参照位置を補正することにより、メモリアクセス範囲を保証する。その結果、復号装置によって復号結果が同じになり、復号処理を継続できるので、復号装置のロバスト性を向上させることができる。 Assume that some block vectors in the block vector candidate list constructed by the intra block copy prediction unit 362 are outside the referable area. If the reference position is not corrected, reference by those block vectors is impossible, so decoding in IBC merge mode using those block vectors is impossible. In a non-inventive coding apparatus, the merge index indicating the IBC merge mode using those block vectors behaves as if they were not coded. However, due to malfunctions, etc., such a merge index may be encoded to generate a bitstream. Alternatively, part of the bitstream may be lost due to packet loss or the like, and the decoded result may become such a merge index. When trying to decode such an incomplete bitstream, there is a possibility of accessing the decoded image memory at an incorrect position by trying to refer to the outside of the referenceable area. As a result, the decoding result differs depending on the decoding device, or the decoding process stops. On the other hand, when the reference position is corrected in the present invention, all block vectors in the constructed block vector candidate list are inside the referable area. Therefore, even if such an incomplete bitstream is decoded, the reference position is corrected to the inside of the referenceable area and the reference can be made. By correcting the reference position in this way, the memory access range is guaranteed. As a result, the decoding result becomes the same depending on the decoding device, and the decoding process can be continued, so that the robustness of the decoding device can be improved.

また、参照位置の補正においてブロックベクトルを補正する場合、その対象は輝度のブロックベクトルである。ここで、色差のブロックベクトルは、輝度のブロックベクトルから算出される。つまり、輝度のブロックベクトルを補正すれば、色差のブロックベクトルも補正されることになる。よって、色差において、再び参照位置を補正する必要はない。ブロックベクトルを補正しない場合に輝度と色差の両方で参照可能か否かを判定する必要があるのに比べて、処理量を削減することができる。 Further, when correcting a block vector in correcting a reference position, the target is a block vector of luminance. Here, the chrominance block vector is calculated from the luminance block vector. In other words, if the luminance block vector is corrected, the chrominance block vector is also corrected. Therefore, there is no need to correct the reference position again for the color difference. The amount of processing can be reduced compared to the need to determine whether or not the block vector can be referenced using both luminance and color difference when the block vector is not corrected.

加えて、参照位置の補正においてブロックベクトルを補正する場合、補正したブロックベクトルは、処理対象符号化ブロックのブロックベクトルとして、符号化情報格納メモリ111または符号化情報格納メモリ205に格納される。つまり、補正した参照位置とブロックベクトルが指す位置が同じである。ここで、復号結果を復号画像メモリに保存する際にデブロックフィルタ処理をすることがある。このフィルタ処理において、ブロック境界に面した2つのブロックが持つブロックベクトルの差分によって、フィルタの強度を制御する。ブロックベクトルを補正しない場合には補正した参照位置とブロックベクトルが指す位置が異なるのに比べて、より適切なフィルタの強度となるため、符号化効率を向上させることができる。 In addition, when the block vector is corrected in correcting the reference position, the corrected block vector is stored in the encoding information storage memory 111 or the encoding information storage memory 205 as the block vector of the encoding block to be processed. That is, the corrected reference position and the position indicated by the block vector are the same. Here, deblocking filter processing may be performed when saving the decoded result in the decoded image memory. In this filtering process, the strength of the filter is controlled by the difference between the block vectors of two blocks facing the block boundary. When the block vector is not corrected, the corrected reference position and the position indicated by the block vector are different. Compared to this, the strength of the filter is more appropriate, so that the coding efficiency can be improved.

続いて、参照ブロックのy方向の参照位置が、参照可能領域の左上より小さいか否かを判定する(S6006)。判定が偽ならば(S6006:NO)、次の処理(S6008)に進む。一方、判定が真ならば(S6006:YES)、参照可能領域の左上に合わせてy方向の参照位置を補正する(S6007)。 Subsequently, it is determined whether or not the reference position of the reference block in the y direction is smaller than the upper left of the referenceable area (S6006). If the determination is false (S6006: NO), the process proceeds to the next process (S6008). On the other hand, if the determination is true (S6006: YES), the reference position in the y direction is corrected to match the upper left of the referable area (S6007).

いま、参照ブロックr4が6021に位置していたとすると、y方向の参照位置が、参照可能領域の左上より小さい(S6006:YES)。よって、yRefTL=yAvlTLとして6022の位置に参照位置を補正する(S6007)。ここで、S6001にあるようにyRefBR=yRefTL+cbHeight-1であるから、yRefTLを補正したことに伴ってyRefBRも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[1]を補正しても良い。つまり、
mvL[1] = (yAvlTL - yCb) << 4
と補正する。これにより、yRefTL=yAvlTLとなるので、参照位置を補正できる。
Now, assuming that the reference block r4 is located at 6021, the reference position in the y direction is smaller than the upper left of the referable area (S6006: YES). Therefore, yRefTL=yAvlTL and the reference position is corrected to the position of 6022 (S6007). Here, since yRefBR=yRefTL+cbHeight-1 as in S6001, yRefBR is also corrected as yRefTL is corrected. In correcting this reference position, the block vector mvL[1] may be corrected. in short,
mvL[1] = (yAvlTL - yCb) << 4
and correct. As a result, yRefTL=yAvlTL, so the reference position can be corrected.

続いて、参照ブロックのx方向の参照位置が、参照可能領域の右下より大きいか否かを判定する(S6008)。判定が偽ならば(S6008:NO)、次の処理(S6010)に進む。一方、判定が真ならば(S6008:YES)、参照可能領域の右下に合わせてx方向の参照位置を補正する(S6009)。 Subsequently, it is determined whether or not the reference position of the reference block in the x direction is larger than the lower right of the referable area (S6008). If the determination is false (S6008: NO), proceed to the next process (S6010). On the other hand, if the determination is true (S6008: YES), the x-direction reference position is corrected so as to match the bottom right of the referable area (S6009).

いま、参照ブロックr7が6031に位置していたとすると、x方向の参照位置が、参照可能領域の右下より大きい(S6008:YES)。よって、xRefBR=xAvlBRとして6032の位置に参照位置を補正する(S6009)。ここで、S6001にあるようにxRefBR=xRefTL+cbWidth-1、つまりxRefTL=xRefBR-(cbWidth-1)であるから、xRefBRを補正したことに伴ってxRefTLも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正しても良い。つまり、
mvL[0] = (xAvlBR - (xCb + cbWidth - 1)) << 4
と補正する。これにより、xRefBR=xAvlBRとなるので、参照位置を補正できる。
Now, assuming that the reference block r7 is located at 6031, the x-direction reference position is greater than the bottom right of the referable area (S6008: YES). Therefore, xRefBR=xAvlBR and the reference position is corrected to the position of 6032 (S6009). Here, since xRefBR=xRefTL+cbWidth-1, that is, xRefTL=xRefBR-(cbWidth-1) as in S6001, xRefTL is also corrected along with the correction of xRefBR. In correcting this reference position, the block vector mvL[0] may be corrected. in short,
mvL[0] = (xAvlBR - (xCb + cbWidth - 1)) << 4
and correct. As a result, xRefBR=xAvlBR, so the reference position can be corrected.

続いて、参照ブロックのy方向の参照位置が、参照可能領域の右下より大きいか否かを判定する(S6010)。判定が偽ならば(S6010:NO)、処理を終了する。一方、判定が真ならば(S6010:YES)、参照可能領域の右下に合わせてy方向の参照位置を補正する(S6011)。 Subsequently, it is determined whether or not the y-direction reference position of the reference block is larger than the lower right of the referable area (S6010). If the determination is false (S6010: NO), the process ends. On the other hand, if the determination is true (S6010: YES), the reference position in the y direction is corrected so as to match the bottom right of the referable area (S6011).

いま、参照ブロックr5が6041に位置していたとすると、y方向の参照位置が、参照可能領域の右下より大きい(S6010:YES)。よって、yRefBR=yAvlBRとして6042の位置に参照位置を補正する(S6011)。ここで、S6001にあるようにyRefBR=yRefTL+cbHeight-1、つまりyRefTL=yRefBR-(cbHeight-1)であるから、yRefBRを補正したことに伴ってyRefTLも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[1]を補正しても良い。つまり、
mvL[1] = (yAvlBR - (yCb + cbHeitght - 1)) << 4
と補正する。これにより、yRefBR=yAvlBRとなるので、参照位置を補正できる。
Now, assuming that the reference block r5 is located at 6041, the reference position in the y direction is greater than the bottom right of the referable area (S6010: YES). Therefore, yRefBR=yAvlBR and the reference position is corrected to the position of 6042 (S6011). Here, as in S6001, yRefBR=yRefTL+cbHeight-1, that is, yRefTL=yRefBR-(cbHeight-1), so yRefTL is also corrected along with the correction of yRefBR. In correcting this reference position, the block vector mvL[1] may be corrected. in short,
mvL[1] = (yAvlBR - (yCb + cbHeitght - 1)) << 4
and correct. As a result, yRefBR=yAvlBR, so the reference position can be corrected.

ここで、参照ブロックr1が6051に位置している場合について説明する。この場合は、参照ブロックがr2の場合と同様に、x方向の参照位置を補正する。さらに、参照ブロックがr4の場合と同様に、y方向の参照位置を補正する。その結果、参照ブロックr1は、参照可能領域の内部である6052に位置する。 Here, the case where the reference block r1 is positioned at 6051 will be described. In this case, the reference position in the x direction is corrected in the same way as when the reference block is r2. Furthermore, the reference position in the y direction is corrected in the same way as when the reference block is r4. As a result, the reference block r1 is located at 6052 inside the referable area.

参照ブロックr3が6061に位置している場合、参照ブロックr6が6062に位置している場合、参照ブロックr8が6063に位置している場合は、上記と同様にx,y各方向の参照位置を補正する。その結果、それぞれの参照ブロックは、参照可能領域の内部に位置する。 When the reference block r3 is located at 6061, the reference block r6 is located at 6062, and the reference block r8 is located at 6063, the reference positions in the x and y directions are changed in the same manner as above. to correct. As a result, each reference block is located inside the referenceable area.

以上により、CTUの大きさが128x128画素でない場合の処理は終了する。一方、CTUの大きさが128x128画素の場合(S6002:YES)、参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を算出する(S6012)。 The above completes the processing when the size of the CTU is not 128×128 pixels. On the other hand, if the size of the CTU is 128×128 pixels (S6002: YES), the upper left and lower right positions of the rectangular referable area are calculated (S6012).

図50は、参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を説明する図である。図50Aの場合、処理対象の符号化ツリーブロック6101は4分割されており、その分割の左上に処理対象の符号化ブロック6102が位置している。このとき、参照可能領域は6103内の斜線部のように逆L字形となる。参照可能領域を矩形状とした場合、その範囲は6103の矩形状の範囲とする。参照可能領域を矩形状とした場合、参照ブロックの左上を( xRefTL, yRefTL )、右下を( xRefBR, yRefBR )とすると、
offset[4] = {0, 64, 128, 128}
NL = -offset[3 - blk_idx], NR = offset[blk_idx]
( xAvlTL, yAvlTL ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY + NL,
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1 + NR,
(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 )
となる。ここで、blk_idxは、処理対象の符号化ブロックの位置を示すインデックスである。処理対象の符号化ツリーブロックを4分割したうち、処理対象の符号化ブロックが左上に位置している場合は、blk_idx=0とする。同様に、処理対象の符号化ブロックがそれぞれ右上、左下、右下に位置している場合は、blk_idxは1,2,3とする。図50Aはblk_idx=0の場合を示す図である。同様に、図50Bから図50Dは、それぞれblk_idx=1から3の場合を示す図である。
FIG. 50 is a diagram for explaining the upper left and lower right positions when the referable area is rectangular. In the case of FIG. 50A, the encoding tree block 6101 to be processed is divided into four, and the encoding block 6102 to be processed is positioned on the upper left of the division. At this time, the referable area becomes an inverted L shape as indicated by the hatched area in 6103 . If the referable area is rectangular, its range is the rectangular range 6103 . If the referable area is rectangular, and the upper left of the reference block is ( xRefTL, yRefTL ) and the lower right is ( xRefBR, yRefBR ),
offset[4] = {0, 64, 128, 128}
NL = -offset[3 - blk_idx], NR = offset[blk_idx]
( xAvlTL, yAvlTL ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY + NL,
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1 + NR,
(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 )
becomes. Here, blk_idx is an index indicating the position of the encoding block to be processed. When the encoding tree block to be processed is divided into four and the encoding block to be processed is located in the upper left, blk_idx=0. Similarly, blk_idx is set to 1, 2, and 3 when the encoding blocks to be processed are positioned at the upper right, lower left, and lower right, respectively. FIG. 50A is a diagram showing the case of blk_idx=0. Similarly, FIGS. 50B to 50D are diagrams showing cases where blk_idx=1 to 3, respectively.

次に、参照可能領域が矩形でない部分の参照位置を補正する(S6013)。図51は、参照可能領域が矩形でない部分の参照位置を補正する処理を説明するフローチャートである。まず、参照可能領域の左上の位置を算出する(S6021)。参照可能領域は図50の斜線部なので、blk_idx=3の場合を除いて、左上の位置は6111と6112の2点ある。それぞれ(X1, Y1),(X2, Y2)とすると、
offset[4] = {64, 128, 64, 0}, NL = offset[blk_idx]
(X1, Y1) = (xAvlTL, yAvlTL + 64)
(X2, Y2) = (xAvlTL + NL, yAvlTL)
となる。
Next, the reference position of the portion where the referable area is not rectangular is corrected (S6013). FIG. 51 is a flowchart for explaining the process of correcting the reference position of a portion where the referable area is not rectangular. First, the upper left position of the referable area is calculated (S6021). Since the referenceable area is the shaded area in FIG. 50, there are two points 6111 and 6112 in the upper left position except for the case of blk_idx=3. Assuming (X1, Y1) and (X2, Y2) respectively,
offset[4] = {64, 128, 64, 0}, NL = offset[blk_idx]
(X1, Y1) = (xAvTL, yAvTL + 64)
(X2, Y2) = (xAvlTL + NL, yAvlTL)
becomes.

次に、参照可能領域の左上に合わせて参照位置を補正するか否かを判定する(S6022)。この判定では、blk_idx=3でなく、かつ参照ブロックがX2とY1より小さい領域に位置している場合に真と判定する(S6022:YES)。偽の場合(S6022:NO)、次の処理(S6026)に進む。 Next, it is determined whether or not to correct the reference position so as to match the upper left of the referable area (S6022). This determination is true if blk_idx=3 and the reference block is located in an area smaller than X2 and Y1 (S6022: YES). If false (S6022: NO), the process proceeds to the next process (S6026).

次に、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さいか否かを判定する(S6023)。判定が真の場合(S6023:YES)、x方向の参照位置を補正する(S6024)。一方、判定が偽の場合(S6023:NO)、y方向の参照位置を補正する(S6025)。 Next, it is determined whether or not the difference between the reference block and the referable area in the x direction is smaller than the difference between the reference block and the referable area in the y direction (S6023). If the determination is true (S6023: YES), the x-direction reference position is corrected (S6024). On the other hand, if the determination is false (S6023: NO), the reference position in the y direction is corrected (S6025).

図52Aは、S6024とS6025において、参照位置を補正する様子を示す図である。いま、blk_idx=0である。参照ブロックr1が6201に位置していたとすると、blk_idx=3でなく、かつ参照ブロックの左上がX2(6112のx方向)とY1(6111のy方向)より小さい領域に位置している(S6022:YES)。また、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さい(S6023:YES)。よって、xRefTL=xAvlTL+NLとして6202の位置にx方向の参照位置を補正する(S6024)。ここで、S6001にあるようにxRefBR=xRefTL+cbWidth-1であるから、xRefTLを補正したことに伴ってxRefBRも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正しても良い。つまり、
mvL[0] = (xAvlTL + NL - xCb) << 4
と補正する。これにより、xRefTL=xAvlTL+NLとなるので、参照位置を補正できる。
FIG. 52A is a diagram showing how the reference position is corrected in S6024 and S6025. Now blk_idx=0. Assuming that the reference block r1 is located at 6201, blk_idx=3 and the upper left of the reference block is located in an area smaller than X2 (x direction of 6112) and Y1 (y direction of 6111) (S6022: YES). Also, the difference between the reference block and the referable area in the x direction is smaller than the difference between the reference block and the referable area in the y direction (S6023: YES). Therefore, xRefTL=xAvlTL+NL and the x-direction reference position is corrected to the position 6202 (S6024). Here, since xRefBR=xRefTL+cbWidth-1 as in S6001, xRefBR is also corrected along with the correction of xRefTL. In correcting this reference position, the block vector mvL[0] may be corrected. in short,
mvL[0] = (xAvlTL + NL - xCb) << 4
and correct. As a result, xRefTL=xAvlTL+NL, so the reference position can be corrected.

一方、参照ブロックr2が6203に位置していたとすると、blk_idx=3でなく、かつ参照ブロックの左上がX2(6112のx方向)とY1(6111のy方向)より小さい領域に位置している(S6022:YES)。また、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さくない(S6023:NO)。よって、yRefTL=yAvlTL+64として6204の位置にy方向の参照位置を補正する(S6025)。ここで、S6001にあるようにyRefBR=yRefTL+cbHeight-1であるから、yRefTLを補正したことに伴ってyRefBRも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正しても良い。つまり、
mvL[1] = (yAvlTL + 64 - yCb) << 4
と補正する。これにより、yRefTL=yAvlTL+64となるので、参照位置を補正できる。
On the other hand, if the reference block r2 is located at 6203, blk_idx=3 and the upper left of the reference block is located in an area smaller than X2 (x direction of 6112) and Y1 (y direction of 6111) ( S6022: YES). Also, the difference between the reference block and the referable area in the x direction is not smaller than the difference between the reference block and the referable area in the y direction (S6023: NO). Therefore, yRefTL=yAvlTL+64 and the reference position in the y direction is corrected to the position of 6204 (S6025). Here, since yRefBR=yRefTL+cbHeight-1 as in S6001, yRefBR is also corrected as yRefTL is corrected. In correcting this reference position, the block vector mvL[0] may be corrected. in short,
mvL[1] = (yAvlTL + 64 - yCb) << 4
and correct. As a result, yRefTL=yAvlTL+64, so the reference position can be corrected.

ここで、参照ブロックr3が6205に位置していたとする。この場合、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さい(S6023:YES)。よって、参照ブロックr1と同様にx方向の参照位置を補正することで、6206に位置する(S6024)。この時点において、参照ブロックは参照可能領域の外側である。しかし、後述のS6006とS6007の処理により、y方向の参照位置を補正する。結局、参照ブロックは、参照可能領域の内側となる。 Assume here that the reference block r3 is located at 6205 . In this case, the difference between the reference block and the referable area in the x direction is smaller than the difference between the reference block and the referable area in the y direction (S6023: YES). Therefore, by correcting the reference position in the x direction in the same manner as the reference block r1, it is positioned at 6206 (S6024). At this point, the reference block is outside the referenceable area. However, the reference position in the y direction is corrected by the processing of S6006 and S6007, which will be described later. After all, the reference block is inside the referable area.

続いて、参照可能領域の右下の位置を算出する(S6026)。参照可能領域は図50の斜線部なので、blk_idx=0の場合を除いて、右下の位置は6113と6114の2点ある。それぞれ(X3, Y3),(X4, Y4)とすると、
offset[4] = {0, 64, 128, 64}, NR = offset[blk_idx]
(X3, Y3) = (xAvlBR, yAvlBR - 64)
(X4, Y4) = (xAvlBR - NR, yAvlBR)
となる。
Subsequently, the lower right position of the referable area is calculated (S6026). Since the referable area is the shaded area in FIG. 50, there are two points 6113 and 6114 in the lower right position except for the case of blk_idx=0. Assuming (X3, Y3) and (X4, Y4) respectively,
offset[4] = {0, 64, 128, 64}, NR = offset[blk_idx]
(X3, Y3) = (xAvlBR, yAvlBR - 64)
(X4, Y4) = (xAvlBR - NR, yAvlBR)
becomes.

次に、参照可能領域の右下に合わせて参照位置を補正するか否かを判定する(S6027)。この判定では、blk_idx=0でなく、かつ参照ブロックがX4とY3より大きい領域に位置している場合に真と判定する(S6027:YES)。偽の場合(S6027:NO)、処理を終了する。 Next, it is determined whether or not the reference position is to be corrected according to the lower right of the referable area (S6027). This determination is true if blk_idx=0 and the reference block is located in an area larger than X4 and Y3 (S6027: YES). If false (S6027: NO), the process ends.

次に、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さいか否かを判定する(S6028)。判定が真の場合(S6028:YES)、x方向の参照位置を補正する(S6029)。一方、判定が偽の場合(S6028:NO)、y方向の参照位置を補正する(S6030)。 Next, it is determined whether or not the difference between the reference block and the referable area in the x direction is smaller than the difference between the reference block and the referable area in the y direction (S6028). If the determination is true (S6028: YES), the x-direction reference position is corrected (S6029). On the other hand, if the determination is false (S6028: NO), the reference position in the y direction is corrected (S6030).

図52Bは、S6029とS6030において、参照位置を補正する様子を示す図である。いま、blk_idx=3である。参照ブロックr1が6211に位置していたとすると、blk_idx=0でなく、かつ参照ブロックの右下がX4(6114のx方向)とY3(6113のy方向)より大きい領域に位置している(S6027:YES)。また、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さい(S6028:YES)。よって、xRefBR=xAvlBRとして6212の位置にx方向の参照位置を補正する(S6029)。ここで、S6001にあるようにxRefBR=xRefTL+cbWidth-1、つまりxRefTL=xRefBR-(cbWidth-1)であるから、xRefBRを補正したことに伴ってxRefTLも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正しても良い。つまり、
mvL[0] = (xAvlBR - NR - (xCb + cbWitdh - 1)) << 4
と補正する。これにより、xRefBR=xAvlBRとなるので、参照位置を補正できる。
FIG. 52B is a diagram showing how the reference position is corrected in S6029 and S6030. Now blk_idx=3. Assuming that the reference block r1 is located at 6211, blk_idx=0 and the lower right of the reference block is located in an area larger than X4 (x direction of 6114) and Y3 (y direction of 6113) (S6027 : YES). Also, the difference between the reference block and the referable area in the x direction is smaller than the difference between the reference block and the referable area in the y direction (S6028: YES). Therefore, xRefBR=xAvlBR and the x-direction reference position is corrected to the position of 6212 (S6029). Here, since xRefBR=xRefTL+cbWidth-1, that is, xRefTL=xRefBR-(cbWidth-1) as in S6001, xRefTL is also corrected along with the correction of xRefBR. In correcting this reference position, the block vector mvL[0] may be corrected. in short,
mvL[0] = (xAvlBR - NR - (xCb + cbWitdh - 1)) << 4
and correct. As a result, xRefBR=xAvlBR, so the reference position can be corrected.

一方、参照ブロックr2が6213に位置していたとすると、blk_idx=0でなく、かつ参照ブロックの右下がX4(6114のx方向)とY3(6113のy方向)より大きい領域に位置している(S6027:YES)。また、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さくない(S6028:NO)。よって、yRefBR=yAvlBRとして6214の位置にy方向の参照位置を補正する(S6030)。ここで、S6001にあるようにyRefBR=yRefTL+cbHeight-1、つまりyRefTL=yRefBR-(cbHeight-1)であるから、yRefBRを補正したことに伴ってyRefTLも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[1]を補正しても良い。つまり、
mvL[1] = (yAvlBR - 64 - (yCb + cbHeight - 1)) << 4
と補正する。これにより、yRefBR=yAvlBRとなるので、参照位置を補正できる。
On the other hand, if the reference block r2 is located at 6213, blk_idx=0 is not set and the lower right of the reference block is located in an area larger than X4 (x direction of 6114) and Y3 (y direction of 6113). (S6027: YES). Also, the difference between the reference block and the referable area in the x direction is not smaller than the difference between the reference block and the referable area in the y direction (S6028: NO). Therefore, yRefBR=yAvlBR and the reference position in the y direction is corrected to the position of 6214 (S6030). Here, as in S6001, yRefBR=yRefTL+cbHeight-1, that is, yRefTL=yRefBR-(cbHeight-1), so yRefTL is also corrected along with the correction of yRefBR. In correcting this reference position, the block vector mvL[1] may be corrected. in short,
mvL[1] = (yAvlBR - 64 - (yCb + cbHeight - 1)) << 4
and correct. As a result, yRefBR=yAvlBR, so the reference position can be corrected.

ここで、参照ブロックr3が6215に位置していたとする。この場合、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さくない(S6028:NO)。よって、参照ブロックr2と同様にy方向の参照位置を補正することで、6216に位置する(S6030)。この時点において、参照ブロックは参照可能領域の外側である。しかし、後述のS6008とS6009の処理により、x方向の参照位置を補正する。結局、参照ブロックは、参照可能領域の内側となる。 Assume that the reference block r3 is located at 6215. In this case, the difference between the reference block and the referable area in the x direction is not smaller than the difference between the reference block and the referable area in the y direction (S6028: NO). Therefore, by correcting the reference position in the y direction in the same manner as the reference block r2, it is positioned at 6216 (S6030). At this point, the reference block is outside the referenceable area. However, the x-direction reference position is corrected by the processing of S6008 and S6009, which will be described later. After all, the reference block is inside the referable area.

図52では、blk_idx=0と3の場合を例に参照位置を補正する処理を説明した。blk_idx=1や2の場合、blk_idx=0と3の場合と同様に参照位置を補正する処理をする。 In FIG. 52, the process of correcting the reference position has been described using blk_idx=0 and 3 as examples. In the case of blk_idx=1 or 2, the reference position is corrected in the same way as in the case of blk_idx=0 and 3.

参照可能領域が矩形でない部分の参照位置を補正する処理(S6013)の後、S6004からS6011の処理をする。以上により、CTUの大きさが128x128画素の場合の処理は終了する。 After the processing (S6013) for correcting the reference position of the portion where the referable area is not rectangular, the processing from S6004 to S6011 is performed. The above completes the processing when the size of the CTU is 128×128 pixels.

いま、参照可能領域が矩形でない部分の参照位置を補正する処理(S6013)において、参照可能領域の左上に合わせてx方向の参照位置を補正する処理(S6024)をしたとする。すると、参照ブロックのx方向の参照位置が、参照可能領域の左上より小さくなることはないので、S6004の判定は常に偽(S6004:NO)となる。従って、S6024の処理をした場合は、S6004とS6005の処理をしないようにしても良い。同様に、S6025の処理をした場合はS6006とS6007の処理をしないようにしても良いし、S6029の処理をした場合はS6008とS6009の処理をしないようにしても良いし、S6030の処理をした場合はS6010とS6011の処理をしないようにしても良い。 Assume that in the process of correcting the reference position of the non-rectangular referable area (S6013), the process of correcting the reference position in the x direction (S6024) so as to match the upper left of the referable area is performed. Then, since the reference position of the reference block in the x direction is never smaller than the upper left of the referenceable area, the determination in S6004 is always false (S6004: NO). Therefore, when the processing of S6024 is performed, the processing of S6004 and S6005 may not be performed. Similarly, when S6025 is processed, S6006 and S6007 may be skipped, when S6029 is processed, S6008 and S6009 may be skipped, or when S6030 is processed. In this case, the processing of S6010 and S6011 may be skipped.

また、図51のフローチャートにおいて、ステップS6023の比較処理を省略し、常にステップS6024を実行するような構成を取っても良いし、常にステップS6025を実行するような構成を取っても良い。同様に、ステップS6028の比較処理を省略し、常にステップS6029を実行するような構成を取っても良いし、常にステップS6030を実行するような構成を取っても良い。そのような構成においては、簡便な処理で参照位置を補正することが可能となる。 Further, in the flowchart of FIG. 51, the comparison processing in step S6023 may be omitted and step S6024 may be always executed, or step S6025 may be always executed. Similarly, the comparison processing in step S6028 may be omitted and step S6029 may be always executed, or step S6030 may be always executed. With such a configuration, it is possible to correct the reference position with simple processing.

図48では、CTUの大きさが128x128画素の場合において、S6012、S6013およびS6004からS6011の処理を用いて参照位置を補正している。これに代わり、図53のように、参照可能領域を2つに分解し、それぞれの参照位置を補正する処理(S6101)によっても実現出来る。 In FIG. 48, when the CTU size is 128×128 pixels, the reference position is corrected using the processes of S6012, S6013, and S6004 to S6011. Alternatively, as shown in FIG. 53, it can also be realized by dividing the referable area into two and correcting the respective reference positions (S6101).

図54は、参照可能領域を2つに分解する様子を説明する図である。図50において参照可能領域を矩形状としているのとは異なり、図54では参照可能領域を2つに分解している。処理対象の符号化ツリーブロック(6101)を4分割したうち、処理対象の符号化ブロック(6102)が左上に位置している場合は、blk_idx=0とする。同様に、処理対象の符号化ブロックがそれぞれ右上、左下、右下に位置している場合は、blk_idxは1,2,3とする。図54Aはblk_idx=0の場合を示す図である。同様に、図54Bから図54Dは、それぞれblk_idx=1から3の場合を示す図である。また、一方の参照可能領域(6301)を参照可能領域Aとし、他方の参照可能領域(6302)を参照可能領域Bとする。 FIG. 54 is a diagram for explaining how the referable area is decomposed into two. Unlike FIG. 50 in which the referable area is rectangular, in FIG. 54 the referable area is divided into two. When the coding tree block to be processed (6101) is divided into four and the coding block to be processed (6102) is positioned at the upper left, blk_idx=0. Similarly, blk_idx is set to 1, 2, and 3 when the encoding blocks to be processed are positioned at the upper right, lower left, and lower right, respectively. FIG. 54A is a diagram showing the case of blk_idx=0. Similarly, FIGS. 54B to 54D are diagrams showing cases where blk_idx=1 to 3, respectively. Also, one of the referable areas (6301) is referred to as a referable area A, and the other referable area (6302) is referred to as a referable area B. FIG.

図55は、参照可能領域を2つに分解し、それぞれの参照位置を補正する処理(S6101)を説明するフローチャートである。図55において、図48と同じ処理には同じステップ番号を付し、説明を省略する。まず、参照可能領域Aの左上および右下の位置を算出する(S6111)。参照可能領域Aの左上を( xAvlTL, yAvlTL )、右下を( xAvlBR, yAvlBR )とすると、
xOffsetTL[4] = {-128, -128, -64, 0}, yOffsetTL[4] = {64, 64, 64, 0}
xOffsetBR[4] = {0, 0, 0, 128}, yOffsetBR[4] = {128, 128, 128, 64}
( xAvlTL, yAvlTL ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY
+ xOffsetTL[blk_idx],
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY + yOffsetTL[blk_idx])
( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1
+ xOffsetBR[blk_idx],
(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 + yOffsetBR[blk_idx] )となる。
FIG. 55 is a flowchart for explaining processing (S6101) for decomposing the referable area into two and correcting the respective reference positions. In FIG. 55, the same step numbers are assigned to the same processes as in FIG. 48, and the description thereof is omitted. First, the upper left and lower right positions of the referable area A are calculated (S6111). If the upper left of the referable area A is (xAvlTL, yAvlTL) and the lower right is (xAvlBR, yAvlBR),
xOffsetTL[4] = {-128, -128, -64, 0}, yOffsetTL[4] = {64, 64, 64, 0}
xOffsetBR[4] = {0, 0, 0, 128}, yOffsetBR[4] = {128, 128, 128, 64}
( xAvlTL, yAvlTL ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY
+ xOffsetTL[blk_idx],
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY + yOffsetTL[blk_idx])
( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1
+ xOffsetBR[blk_idx],
(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 + yOffsetBR[blk_idx] ).

次に、参照ブロックが参照可能領域Aの外部か否かについて、
out_xRefTL = xRefTL < xAvlTL
out_yRefTL = yRefTL < yAvlTL
out_xRefBR = xRefBR > xAvlBR
out_yRefBR = yRefBR > yAvlBR
として算出する(S6112)。
Next, regarding whether or not the reference block is outside the referable area A,
out_xRefTL = xRefTL < xAvlTL
out_yRefTL = yRefTL < yAvlTL
out_xRefBR = xRefBR > xAvlBR
out_yRefBR = yRefBR > yAvlBR
(S6112).

次に、参照可能領域Bの左上および右下の位置を算出する(S6113)。参照可能領域Bの左上を( xAvlTL, yAvlTL )、右下を( xAvlBR, yAvlBR )とすると、
xOffsetTL[4] = {-64, 0, 0, 0}, yOffsetTL[4] = {0, 0, 0, 0}
xOffsetBR[4] = {0, 64, 128, 64}, yOffsetBR[4] = {128, 64, 64, 128}
( xAvlTL, yAvlTL ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY
+ xOffsetTL[blk_idx],
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY + yOffsetTL[blk_idx])
( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1
+ xOffsetBR[blk_idx],
(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 + yOffsetBR[blk_idx] )
となる。
Next, the upper left and lower right positions of the referable area B are calculated (S6113). Let the upper left of the referable area B be ( xAvlTL, yAvlTL ) and the lower right be ( xAvlBR, yAvlBR ),
xOffsetTL[4] = {-64, 0, 0, 0}, yOffsetTL[4] = {0, 0, 0, 0}
xOffsetBR[4] = {0, 64, 128, 64}, yOffsetBR[4] = {128, 64, 64, 128}
( xAvlTL, yAvlTL ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY
+ xOffsetTL[blk_idx],
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY + yOffsetTL[blk_idx])
( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1
+ xOffsetBR[blk_idx],
(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 + yOffsetBR[blk_idx] )
becomes.

次に、参照ブロックのx方向の参照位置が参照可能領域Aの左上より小さく、かつ参照ブロックのx方向の参照位置が参照可能領域Bの左上より小さいか否かを判定する(S6114)。判定が偽ならば(S6114:NO)、次の処理(S6116)に進む。一方、判定が真ならば(S6114:YES)、参照可能領域Bの左上に合わせてx方向の参照位置を補正する(S6005)。S6005の処理はすでに説明しているため、説明を省略する。 Next, it is determined whether the x-direction reference position of the reference block is smaller than the upper left of the referable area A and whether the x-direction reference position of the reference block is smaller than the upper left of the referable area B (S6114). If the determination is false (S6114: NO), the process proceeds to the next process (S6116). On the other hand, if the determination is true (S6114: YES), the reference position in the x direction is corrected so as to match the upper left of the referable area B (S6005). Since the process of S6005 has already been explained, the explanation is omitted.

続いて、参照ブロックのy方向の参照位置が参照可能領域Aの左上より小さく、かつ参照ブロックのy方向の参照位置が参照可能領域Bの左上より小さいか否かを判定する(S6116)。判定が偽ならば(S6116:NO)、次の処理(S6118)に進む。一方、判定が真ならば(S6116:YES)、参照可能領域Bの左上に合わせてy方向の参照位置を補正する(S6007)。S6007の処理はすでに説明しているため、説明を省略する。 Subsequently, it is determined whether or not the y-direction reference position of the reference block is smaller than the upper left of the referable area A and the y-direction reference position of the reference block is smaller than the upper left of the referable area B (S6116). If the determination is false (S6116: NO), the process proceeds to the next process (S6118). On the other hand, if the determination is true (S6116: YES), the reference position in the y direction is corrected to match the upper left of the referable area B (S6007). Since the processing of S6007 has already been explained, the explanation is omitted.

次に、参照ブロックのx方向の参照位置が参照可能領域Aの右下より大きく、かつ参照ブロックのx方向の参照位置が参照可能領域Bの右下より大きいか否かを判定する(S6118)。判定が偽ならば(S6118:NO)、次の処理(S6120)に進む。一方、判定が真ならば(S6118:YES)、参照可能領域Bの右下に合わせてx方向の参照位置を補正する(S6009)。S6009の処理はすでに説明しているため、説明を省略する。 Next, it is determined whether the x-direction reference position of the reference block is greater than the lower right of the referable area A and whether the x-direction reference position of the reference block is greater than the lower right of the referable area B (S6118). . If the determination is false (S6118: NO), proceed to the next process (S6120). On the other hand, if the determination is true (S6118: YES), the reference position in the x direction is corrected so as to match the bottom right of the referable area B (S6009). Since the processing of S6009 has already been explained, the explanation is omitted.

次に、参照ブロックのy方向の参照位置が参照可能領域Aの右下より大きく、かつ参照ブロックのy方向の参照位置が参照可能領域Bの右下より大きいか否かを判定する(S6120)。判定が偽ならば(S6120:NO)、処理を終了する。一方、判定が真ならば(S6120:YES)、参照可能領域Bの右下に合わせてy方向の参照位置を補正する(S6011)。S6011の処理はすでに説明しているため、説明を省略する。 Next, it is determined whether the y-direction reference position of the reference block is greater than the lower right of the referable area A and whether the y-direction reference position of the reference block is greater than the lower right of the referable area B (S6120). . If the determination is false (S6120: NO), the process ends. On the other hand, if the determination is true (S6120: YES), the reference position in the y direction is corrected so as to match the bottom right of the referable area B (S6011). Since the process of S6011 has already been explained, the explanation is omitted.

以上により、CTUの大きさが128x128画素の場合において、参照ブロックが参照可能領域の外部に位置していたとしても、参照位置を補正して参照可能となる。また、参照可能領域を2つに分解してそれぞれの参照位置を補正することで、処理を簡易化して演算量を削減することが出来る。ここでは、一方の参照可能領域(6301)を参照可能領域Aとし、他方の参照可能領域(6302)を参照可能領域Bとしている。代わりに、参照可能領域Aと参照可能領域Bを入れ替えて、一方の参照可能領域(6301)を参照可能領域Bとし、他方の参照可能領域(6302)を参照可能領域Aとして処理しても良い。 As described above, when the size of the CTU is 128×128 pixels, even if the reference block is positioned outside the referable area, the reference position can be corrected and referenced. Further, by dividing the referable area into two and correcting the respective reference positions, the processing can be simplified and the amount of calculation can be reduced. Here, one referable area (6301) is referred to as a referable area A, and the other referable area (6302) is referred to as a referable area B. FIG. Alternatively, the referable area A and the referable area B may be exchanged, and one referable area (6301) may be treated as the referable area B and the other referable area (6302) may be treated as the referable area A. .

本実施例では、CTUの大きさが128x128画素か否かを判定し(S6002)、処理を切り替えている。これは、イントラブロックコピー基準ブロックが、符号化ツリーブロックを4分割した単位か否か判定するようにしても良いし、CTUの大きさが符号化ブロックの最大サイズより大きいか否かを判定するようにしても良い。 In this embodiment, it is determined whether or not the size of the CTU is 128×128 pixels (S6002), and the process is switched. This may be done by judging whether or not the intra block copy reference block is a unit obtained by dividing the coding tree block into four, or by judging whether or not the size of the CTU is larger than the maximum size of the coding block. You can do it.

以上に述べた全ての実施の形態は、複数を組み合わせても良い。 All the embodiments described above may be combined in plural.

以上に述べた全ての実施の形態において、画像符号化装置が出力するビットストリームは、実施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号することができるように特定のデータフォーマットを有している。ビットストリームは、HDD、SSD、フラッシュメモリ、光ディスク等のコンピュータ等で読み解き可能な記録媒体に記録して提供しても良いし、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供しても良い。従って、この画像符号化装置に対応する画像復号装置は、提供手段によらず、この特定のデータフォーマットのビットストリームを復号することができる。 In all the embodiments described above, the bitstream output by the image encoding device has a specific data format so that it can be decoded according to the encoding method used in the embodiment. there is The bitstream may be provided by being recorded in a computer-readable recording medium such as an HDD, SSD, flash memory, or optical disk, or may be provided from a server through a wired or wireless network. Therefore, an image decoding device corresponding to this image encoding device can decode the bitstream of this specific data format regardless of the providing means.

画像符号化装置と画像復号装置の間でビットストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、通信路の伝送形態に適したデータ形式にビットストリームを変換して伝送してもよい。その場合、画像符号化装置が出力するビットストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネットワークに送信する送信装置と、ネットワークから符号化データを受信してビットストリームに復元して画像復号装置に供給する受信装置とが設けられる。送信装置は、画像符号化装置が出力するビットストリームをバッファするメモリと、ビットストリームをパケット化するパケット処理部と、ネットワークを介してパケット化された符号化データを送信する送信部とを含む。受信装置は、ネットワークを介してパケット化された符号化データを受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、符号化データをパケット処理してビットストリームを生成し、画像復号装置に提供するパケット処理部とを含む。 When a wired or wireless network is used to exchange a bitstream between an image encoding device and an image decoding device, the bitstream may be converted to a data format suitable for the transmission mode of the communication channel and transmitted. good. In that case, a transmitting device that converts a bitstream output from an image coding device into coded data in a data format suitable for the transmission form of a communication channel and transmits the data to a network, and a bitstream that receives the coded data from the network and a receiving device for restoring the image to the image decoding device. The transmission device includes a memory that buffers the bitstream output from the image encoding device, a packet processing unit that packetizes the bitstream, and a transmission unit that transmits the packetized encoded data via the network. The receiving device includes a receiving unit that receives packetized encoded data via a network, a memory that buffers the received encoded data, packet processing of the encoded data to generate a bitstream, and image decoding. and a packet processor for providing to the device.

画像符号化装置と画像復号装置の間でビットストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、送信装置、受信装置に加え、さらに、送信装置が送信する符号化データを受信し、受信装置に供給する中継装置が設けられても良い。中継装置は、送信装置が送信するパケット化された符号化データを受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、パケットされた符号化データとネットワークに送信する送信部とを含む。さらに、中継装置は、パケット化された符号化データをパケット処理してビットストリームを生成する受信パケット処理部と、ビットストリームを蓄積する記録媒体と、ビットストリームをパケット化する送信パケット処理部を含んでも良い。 When a wired or wireless network is used to exchange bitstreams between an image encoding device and an image decoding device, in addition to the transmitting device and the receiving device, the encoded data transmitted by the transmitting device is received. , a relay device may be provided that feeds the receiving device. The relay device includes a receiver that receives packetized encoded data transmitted by the transmitter, a memory that buffers the received encoded data, and a transmitter that transmits the packetized encoded data and the network. include. Further, the relay device includes a reception packet processing unit that packetizes packetized encoded data to generate a bitstream, a recording medium that stores the bitstream, and a transmission packet processing unit that packetizes the bitstream. But it's okay.

また、画像復号装置で復号された画像を表示する表示部を構成に追加することで、表示装置としても良い。その場合、表示部は、復号画像信号重畳部207により生成され、復号画像メモリ208に格納された復号画像信号を読み出して画面に表示する。 Further, the display device may be configured by adding a display unit for displaying an image decoded by the image decoding device. In this case, the display unit reads the decoded image signal generated by the decoded image signal superimposition unit 207 and stored in the decoded image memory 208 and displays it on the screen.

また、撮像部を構成に追加し、撮像した画像を画像符号化装置に入力することで、撮像装置としても良い。その場合、撮像部は、撮像した画像信号をブロック分割部101に入力する。 Further, an imaging device may be configured by adding an imaging unit to the configuration and inputting a captured image to an image encoding device. In that case, the imaging unit inputs the image signal of the imaged image to the block dividing unit 101 .

図37に、本実施の形態の符号化復号装置のハードウェア構成の一例を示す。符号化復号装置は、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置、および画像復号装置の構成を包含する。係る符号化復号装置9000は、CPU9001、コーデックIC9002、I/Oインターフェース9003、メモリ9004、光学ディスクドライブ9005、ネットワークインターフェース9006、ビデオインターフェース9009を有し、各部はバス9010により接続される。 FIG. 37 shows an example of the hardware configuration of the encoding/decoding device of this embodiment. The encoding/decoding device includes the configurations of the image encoding device and the image decoding device according to the embodiment of the present invention. The encoding/decoding device 9000 has a CPU 9001 , a codec IC 9002 , an I/O interface 9003 , a memory 9004 , an optical disk drive 9005 , a network interface 9006 and a video interface 9009 .

画像符号化部9007と画像復号部9008は、典型的にはコーデックIC9002として実装される。本発明の実施の形態に係る画像符号化装置の画像符号化処理は、画像符号化部9007により実行され、本発明の実施の形態に係る画像復号装置における画像復号処理は、画像復号部9008により実行される。I/Oインターフェース9003は、例えばUSBインターフェースにより実現され、外部のキーボード9104、マウス9105等と接続する。CPU9001は、I/Oインターフェース9003を介して入力したユーザー操作に基づき、ユーザーの所望する動作を実行するように符号化復号装置9000を制御する。キーボード9104、マウス9105等によるユーザーの操作としては、符号化、復号のどちらの機能を実行するかの選択、符号化品質の設定、ビットストリームの入出力先、画像の入出力先等がある。 An image encoding unit 9007 and an image decoding unit 9008 are typically implemented as a codec IC 9002 . Image encoding processing of the image encoding device according to the embodiment of the present invention is performed by the image encoding unit 9007, and image decoding processing in the image decoding device according to the embodiment of the present invention is performed by the image decoding unit 9008. executed. The I/O interface 9003 is realized by, for example, a USB interface, and connects with an external keyboard 9104, mouse 9105, and the like. The CPU 9001 controls the encoding/decoding device 9000 to execute the operation desired by the user based on the user's operation input via the I/O interface 9003 . User operations using the keyboard 9104, mouse 9105, etc. include selection of which function to execute, encoding or decoding, setting of encoding quality, bitstream input/output destination, image input/output destination, and the like.

ユーザーがディスク記録媒体9100に記録された画像を再生する操作を所望する場合、光学ディスクドライブ9005は、挿入されたディスク記録媒体9100からビットストリームを読出し、読み出したビットストリームを、バス9010を介してコーデックIC9002の画像復号部9008に送る。画像復号部9008は入力したビットストリームに対して本発明の実施の形態に係る画像復号装置における画像復号処理を実行し、復号画像を、ビデオインターフェース9009を介して外部のモニタ9103へ送る。また、符号化復号装置9000は、ネットワークインターフェース9006を有し、ネットワーク9101を介して、外部の配信サーバ9106や、携帯端末9107と接続可能である。ユーザーがディスク記録媒体9100に記録された画像に変えて、配信サーバ9106や携帯端末9107に記録された画像を再生することを所望する場合は、ネットワークインターフェース9006は、入力されたディスク記録媒体9100からビットストリームを読出すことに変えて、ネットワーク9101よりビットストリームを取得する。また、ユーザーがメモリ9004に記録された画像を再生することを所望する場合は、メモリ9004に記録されたビットストリームに対して、本発明の実施の形態に係る画像復号装置における画像復号処理を実行する。 When the user desires to reproduce the image recorded on the disc recording medium 9100, the optical disc drive 9005 reads the bitstream from the inserted disc recording medium 9100 and transmits the read bitstream via the bus 9010. It is sent to the image decoding unit 9008 of the codec IC 9002 . The image decoding unit 9008 executes image decoding processing in the image decoding apparatus according to the embodiment of the present invention on the input bitstream, and sends the decoded image to the external monitor 9103 via the video interface 9009 . The encoding/decoding device 9000 also has a network interface 9006 and can be connected to an external distribution server 9106 and a mobile terminal 9107 via a network 9101 . If the user desires to reproduce the image recorded in the distribution server 9106 or portable terminal 9107 instead of the image recorded in the disk recording medium 9100, the network interface 9006 receives the image from the input disk recording medium 9100. Instead of reading the bitstream, the bitstream is obtained from the network 9101 . Further, when the user desires to reproduce the image recorded in the memory 9004, the bitstream recorded in the memory 9004 is subjected to image decoding processing in the image decoding apparatus according to the embodiment of the present invention. do.

ユーザーが外部のカメラ9102で撮像した画像を符号化しメモリ9004に記録する操作を所望する場合、ビデオインターフェース9009は、カメラ9102から画像を入力し、バス9010を介し、コーデックIC9002の画像符号化部9007に送る。画像符号化部9007は、ビデオインターフェース9009を介して入力した画像に対して本発明の実施の形態に係る画像符号化装置における画像符号化処理を実行し、ビットストリームを作成する。そしてビットストリームを、バス9010を介し、メモリ9004へ送る。ユーザーがメモリ9004に変えて、ディスク記録媒体9100にビットストリームを記録することを所望する場合は、光学ディスクドライブ9005は、挿入されたディスク記録媒体9100に対しビットストリームの書き出しを行う。 When the user desires an operation to encode an image captured by the external camera 9102 and record it in the memory 9004, the video interface 9009 inputs the image from the camera 9102 and transmits the image to the image encoding unit 9007 of the codec IC 9002 via the bus 9010. send to The image coding unit 9007 executes image coding processing in the image coding apparatus according to the embodiment of the present invention on the image input via the video interface 9009 to create a bitstream. The bitstream is then sent to memory 9004 via bus 9010 . When the user desires to record a bitstream on the disk recording medium 9100 instead of the memory 9004, the optical disk drive 9005 writes the bitstream to the inserted disk recording medium 9100. FIG.

画像符号化装置を有し画像復号装置を有さないハードウェア構成や、画像復号装置を有し画像符号化装置を有さないハードウェア構成を実現することも可能である。そのようなハードウェア構成は、例えばコーデックIC9002が、画像符号化部9007、または画像復号部9008にそれぞれ置き換わることにより実現される。 It is also possible to realize a hardware configuration having an image encoding device but not having an image decoding device, or a hardware configuration having an image decoding device but not having an image encoding device. Such a hardware configuration is realized, for example, by replacing the codec IC 9002 with the image encoding unit 9007 or the image decoding unit 9008, respectively.

以上の符号化及び復号に関する処理は、ハードウェアを用いた伝送、蓄積、受信装置として実現しても良いのは勿論のこと、ROM(リード・オンリー・メモリ)やフラッシュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによって実現しても良い。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムをコンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供しても良いし、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供しても良いし、地上波あるいは衛星ディジタル放送のデータ放送として提供しても良い。 The above encoding and decoding processes may of course be implemented as transmission, storage, and reception devices using hardware, and are stored in ROM (read only memory), flash memory, or the like. It may be implemented by firmware or software such as a computer. The firmware program and software program may be recorded in a computer-readable recording medium and provided, may be provided from a server through a wired or wireless network, or may be provided from a terrestrial or satellite digital broadcasting data broadcast. may be provided as

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. It should be understood by those skilled in the art that the embodiment is an example, and that various modifications are possible in the combination of each component and each treatment process, and that such modifications are within the scope of the present invention. .

100 画像符号化装置、 101 ブロック分割部、 102 インター予測部、 103 イントラ予測部、104 復号画像メモリ、 105 予測方法決定部、 106 残差生成部、 107 直交変換・量子化部、 108 ビット列符号化部、 109 逆量子化・逆直交変換部、 110 復号画像信号重畳部、 111 符号化情報格納メモリ、 200 画像復号装置、 201 ビット列復号部、 202 ブロック分割部、 203 インター予測部、 204 イントラ予測部、 205 符号化情報格納メモリ、 206 逆量子化・逆直交変換部、 207 復号画像信号重畳部、 208 復号画像メモリ。 100 image coding device, 101 block division unit, 102 inter prediction unit, 103 intra prediction unit, 104 decoded image memory, 105 prediction method determination unit, 106 residual generation unit, 107 orthogonal transformation/quantization unit, 108 bit string coding Section 109 Inverse Quantization/Inverse Orthogonal Transformation Section 110 Decoded Image Signal Superposition Section 111 Encoded Information Storage Memory 200 Image Decoding Device 201 Bit String Decoding Section 202 Block Division Section 203 Inter Prediction Section 204 Intra Prediction Section , 205 encoded information storage memory, 206 inverse quantization/inverse orthogonal transform unit, 207 decoded image signal superimposition unit, 208 decoded image memory.

Claims (6)

イントラブロックコピー基準ブロック単位で符号化する画像符号化装置であって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出してブロックベクトル候補リストを生成するブロックベクトル候補リスト生成部と、
前記ブロックベクトル候補リストを満たすように、前記ブロックベクトル候補リストに(0,0)を補充する補充部と、
前記ブロックベクトル候補リストから選択ブロックベクトルを選択する選択部と、
前記ブロックベクトル候補リスト内の前記選択ブロックベクトルの位置を示すブロックベクトルインデックスを符号化する符号化部と、
前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正部と、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する予測部とを備え、
前記参照位置補正部は、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックの直前に符号化処理された固定数のイントラブロックコピー基準ブロックを参照可能領域とし、符号化処理が完了しているか否かに関わらず、前記参照可能領域より前のイントラブロックコピー基準ブロックと、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックとを無効参照領域として設定することを特徴とする画像符号化装置。
An image encoding device that encodes in units of intra block copy reference blocks,
a block vector candidate list generator for generating a block vector candidate list by deriving block vector candidates of a block to be processed in a picture to be processed from the coding information stored in the coding information storage memory;
a filling unit that fills the block vector candidate list with (0, 0) so as to fill the block vector candidate list;
a selection unit that selects a selected block vector from the block vector candidate list;
an encoding unit that encodes a block vector index indicating the position of the selected block vector in the block vector candidate list;
a reference position correction unit that corrects the reference position of the reference block referenced by the selected block vector so as to refer to the inside of the referable area;
a prediction unit that acquires, from a decoded image memory, decoded pixels in the target picture as prediction values of the target block based on the reference position of the reference block;
The reference position correcting unit determines whether or not the encoding process is completed with a fixed number of intra block copy reference blocks encoded immediately before the intra block copy reference block including the target block as a referenceable area. irrespectively, an intra block copy reference block preceding the referable area and an intra block copy reference block including the target block are set as invalid reference areas.
イントラブロックコピー基準ブロック単位で符号化する画像符号化方法であって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出してブロックベクトル候補リストを生成するブロックベクトル候補リスト生成ステップと、
前記ブロックベクトル候補リストを満たすように、前記ブロックベクトル候補リストに(0,0)を補充する補充ステップと、
前記ブロックベクトル候補リストから選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
前記ブロックベクトル候補リスト内の前記選択ブロックベクトルの位置を示すブロックベクトルインデックスを符号化する符号化ステップと、
前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップと、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する予測ステップとを有し、
前記参照位置補正ステップは、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックの直前に符号化処理された固定数のイントラブロックコピー基準ブロックを参照可能領域とし、符号化処理が完了しているか否かに関わらず、前記参照可能領域より前のイントラブロックコピー基準ブロックと、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックとを無効参照領域として設定することを特徴とする画像符号化方法。
An image encoding method for encoding in units of intra block copy reference blocks,
a block vector candidate list generation step of generating a block vector candidate list by deriving block vector candidates of a block to be processed in a picture to be processed from the coding information stored in the coding information storage memory;
a filling step of filling the block vector candidate list with (0, 0) to fill the block vector candidate list;
a selecting step of selecting a selected block vector from the block vector candidate list;
an encoding step of encoding a block vector index indicating the position of the selected block vector in the block vector candidate list;
a reference position correcting step of correcting the reference position of the reference block referenced by the selected block vector so as to refer to the inside of the referable area;
a prediction step of obtaining a decoded pixel in the target picture as a predicted value of the target block from a decoded image memory based on the reference position of the reference block;
In the reference position correcting step, a fixed number of intra block copy reference blocks encoded immediately before the intra block copy reference block including the target block is set as a referenceable area, and whether or not the encoding process is completed. An image coding method, wherein an intra block copy reference block preceding said referable area and an intra block copy reference block including said block to be processed are set as invalid reference areas.
イントラブロックコピー基準ブロック単位で符号化する画像符号化プログラムであって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出してブロックベクトル候補リストを生成するブロックベクトル候補リスト生成ステップと、
前記ブロックベクトル候補リストを満たすように、前記ブロックベクトル候補リストに(0,0)を補充する補充ステップと、
前記ブロックベクトル候補リストから選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
前記ブロックベクトル候補リスト内の前記選択ブロックベクトルの位置を示すブロックベクトルインデックスを符号化する符号化ステップと、
前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップと、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する予測ステップとをコンピュータに実行させ、
前記参照位置補正ステップは、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックの直前に符号化処理された固定数のイントラブロックコピー基準ブロックを参照可能領域とし、符号化処理が完了しているか否かに関わらず、前記参照可能領域より前のイントラブロックコピー基準ブロックと、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックとを無効参照領域として設定することを特徴とする画像符号化プログラム。
An image encoding program for encoding in units of intra block copy reference blocks,
a block vector candidate list generation step of generating a block vector candidate list by deriving block vector candidates of a block to be processed in a picture to be processed from the coding information stored in the coding information storage memory;
a filling step of filling the block vector candidate list with (0, 0) to fill the block vector candidate list;
a selecting step of selecting a selected block vector from the block vector candidate list;
an encoding step of encoding a block vector index indicating the position of the selected block vector in the block vector candidate list;
a reference position correcting step of correcting the reference position of the reference block referenced by the selected block vector so as to refer to the inside of the referable area;
causing a computer to execute a prediction step of obtaining, from a decoded image memory, decoded pixels in the target picture as predicted values of the target block, based on the reference position of the reference block;
In the reference position correcting step, a fixed number of intra block copy reference blocks encoded immediately before the intra block copy reference block including the target block is set as a referenceable area, and whether or not the encoding process is completed. 1. An image encoding program, wherein an intra block copy reference block preceding said referable area and an intra block copy reference block including said block to be processed are set as invalid reference areas regardless of the above.
イントラブロックコピー基準ブロック単位で復号する画像復号装置であって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出してブロックベクトル候補リストを生成するブロックベクトル候補リスト生成部と、
前記ブロックベクトル候補リストを満たすように、前記ブロックベクトル候補リストに(0,0)を補充する補充部と、
前記ブロックベクトル候補リスト内の選択ブロックベクトルの位置を示すブロックベクトルインデックスを復号する復号部と、
前記ブロックベクトルインデックスに基づいて、前記ブロックベクトル候補リストから前記選択ブロックベクトルを選択する選択部と、
前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正部と、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する予測部とを備え、
前記参照位置補正部は、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックの直前に復号処理された固定数のイントラブロックコピー基準ブロックを参照可能領域とし、復号処理が完了しているか否かに関わらず、前記参照可能領域より前のイントラブロックコピー基準ブロックと、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックとを無効参照領域として設定することを特徴とする画像復号装置。
An image decoding device for decoding in units of intra block copy reference blocks,
a block vector candidate list generator for generating a block vector candidate list by deriving block vector candidates of a block to be processed in a picture to be processed from the coding information stored in the coding information storage memory;
a filling unit that fills the block vector candidate list with (0, 0) so as to fill the block vector candidate list;
a decoding unit that decodes a block vector index indicating the position of the selected block vector in the block vector candidate list;
a selection unit that selects the selected block vector from the block vector candidate list based on the block vector index;
a reference position correction unit that corrects the reference position of the reference block referenced by the selected block vector so as to refer to the inside of the referable area;
a prediction unit that acquires, from a decoded image memory, decoded pixels in the target picture as prediction values of the target block based on the reference position of the reference block;
The reference position correction unit sets a fixed number of intra block copy reference blocks decoded immediately before the intra block copy reference block including the target block as a referenceable area, regardless of whether or not the decoding process is completed. First, an intra block copy reference block preceding the referable area and an intra block copy reference block including the target block are set as invalid reference areas.
イントラブロックコピー基準ブロック単位で復号する画像復号方法であって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出してブロックベクトル候補リストを生成するブロックベクトル候補リスト生成ステップと、
前記ブロックベクトル候補リストを満たすように、前記ブロックベクトル候補リストに(0,0)を補充する補充ステップと、
記ブロックベクトル候補リスト内の選択ブロックベクトルの位置を示すブロックベクトルインデックスを復号する復号ステップと、
前記ブロックベクトルインデックスに基づいて、前記ブロックベクトル候補リストから前記選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップと、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する予測ステップとを有し、
前記参照位置補正ステップは、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックの直前に復号処理された固定数のイントラブロックコピー基準ブロックを参照可能領域とし、復号処理が完了しているか否かに関わらず、前記参照可能領域より前のイントラブロックコピー基準ブロックと、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックとを無効参照領域として設定することを特徴とする画像復号方法。
An image decoding method for decoding in units of intra block copy reference blocks,
a block vector candidate list generation step of generating a block vector candidate list by deriving block vector candidates of a block to be processed in a picture to be processed from the coding information stored in the coding information storage memory;
a filling step of filling the block vector candidate list with (0, 0) to fill the block vector candidate list;
a decoding step of decoding a block vector index indicating the position of the selected block vector in the block vector candidate list;
a selecting step of selecting the selected block vector from the block vector candidate list based on the block vector index ;
a reference position correcting step of correcting the reference position of the reference block referenced by the selected block vector so as to refer to the inside of the referable area;
a prediction step of obtaining a decoded pixel in the target picture as a predicted value of the target block from a decoded image memory based on the reference position of the reference block;
In the reference position correcting step, a fixed number of intra block copy reference blocks decoded immediately before the intra block copy reference block including the target block is set as a referenceable area, regardless of whether or not the decoding process is completed. First, an intra block copy reference block preceding the referable area and an intra block copy reference block including the target block are set as invalid reference areas.
イントラブロックコピー基準ブロック単位で復号する画像復号プログラムであって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出してブロックベクトル候補リストを生成するブロックベクトル候補リスト生成ステップと、
前記ブロックベクトル候補リストを満たすように、前記ブロックベクトル候補リストに(0,0)を補充する補充ステップと、
前記ブロックベクトル候補リスト内の選択ブロックベクトルの位置を示すブロックベクトルインデックスを復号する復号ステップと、
前記ブロックベクトルインデックスに基づいて、前記ブロックベクトル候補リストから前記選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップと、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する予測ステップとをコンピュータに実行させ、
前記参照位置補正ステップは、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックの直前に復号処理された固定数のイントラブロックコピー基準ブロックを参照可能領域とし、復号処理が完了しているか否かに関わらず、前記参照可能領域より前のイントラブロックコピー基準ブロックと、前記処理対象ブロックを含むイントラブロックコピー基準ブロックとを無効参照領域として設定することを特徴とする画像復号プログラム。
An image decoding program for decoding in units of intra block copy reference blocks,
a block vector candidate list generation step of generating a block vector candidate list by deriving block vector candidates of a block to be processed in a picture to be processed from the coding information stored in the coding information storage memory;
a filling step of filling the block vector candidate list with (0, 0) to fill the block vector candidate list;
a decoding step of decoding a block vector index indicating the position of the selected block vector in the block vector candidate list;
a selecting step of selecting the selected block vector from the block vector candidate list based on the block vector index;
a reference position correcting step of correcting the reference position of the reference block referenced by the selected block vector so as to refer to the inside of the referable area;
causing a computer to execute a prediction step of obtaining, from a decoded image memory, decoded pixels in the target picture as predicted values of the target block, based on the reference position of the reference block;
In the reference position correcting step, a fixed number of intra block copy reference blocks decoded immediately before the intra block copy reference block including the target block is set as a referenceable area, regardless of whether or not the decoding process is completed. An image decoding program characterized by first setting an intra block copy reference block preceding said referable area and an intra block copy reference block including said block to be processed as an invalid reference area.
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